የቅርብ ጊዜው እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለር

የቅርብ ጊዜውእጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለር

በቺፕ ላይ የሚሰሩ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱለተሮች (ሲሊከን ላይ የተመሰረቱ፣ ትሪኪኖይድ፣ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮቤት፣ ወዘተ) የታመቀነት፣ ከፍተኛ ፍጥነት እና ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ ጥቅሞች አሏቸው፣ ነገር ግን እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ያለው ተለዋዋጭ የጥንካሬ ሞዱሌሽን ለማሳካት አሁንም ትልቅ ተግዳሮቶች አሉ። በቅርቡ፣ በቻይና ዩኒቨርሲቲ የፋይበር ኦፕቲክ ሴንሲንግ የጋራ የምርምር ማዕከል ውስጥ ያሉ ተመራማሪዎች በሲሊኮን ንጣፎች ላይ እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱለተሮች መስክ ትልቅ ግኝት አድርገዋል። በከፍተኛ ደረጃ ባለው የኦፕቲካል ማጣሪያ መዋቅር ላይ በመመስረት፣ በቺፕ ላይ ያሉት ሲሊኮንኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለርእስከ 68 dB የሚደርስ የመጥፋት ጥምርታ ለመጀመሪያ ጊዜ ተገኝቷል። መጠኑ እና የኃይል ፍጆታው ከባህላዊው የመጠን መጠን ሁለት ያነሱ ናቸው።የኤኦኤም ሞዱለተርእና የመሳሪያው የአጠቃቀም አዋጭነት በላብራቶሪ DAS ስርዓት ውስጥ ተረጋግጧል።

ምስል 1 ለአልትራ የሙከራ መሣሪያ ንድፍ ንድፍከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለር

በሲሊኮን ላይ የተመሠረተኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱለርበተጣመረው ማይክሮሪንግ ማጣሪያ መዋቅር ላይ የተመሰረተው ከክላሲካል የኤሌክትሪክ ማጣሪያ ጋር ተመሳሳይ ነው። ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለተር አራት ሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ማይክሮሪንግ ሬዞናተሮች በተከታታይ ትስስር አማካኝነት ጠፍጣፋ ባንድፓስ ማጣሪያ እና ከፍተኛ ከባንድ ውጭ ውድቅ ሬሾ (>60 dB) ያገኛል። በእያንዳንዱ ማይክሮሪንግ ውስጥ ባለው የፒን-አይነት ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ፌዝ ፈረቃ እገዛ፣ የሞዱተሩ የመተላለፊያ ስፔክትረም በዝቅተኛ የተተገበረ ቮልቴጅ (<1.5 V) በከፍተኛ ሁኔታ ሊለወጥ ይችላል። ከፍተኛ የባንድ ውድቅ ሬሾ ከቁልቁል ማጣሪያ ጥቅል-ወደታች ባህሪ ጋር ሲጣመር የግብዓት ብርሃን ጥንካሬ በሬዞናንት ሞገድ ርዝመት አቅራቢያ በጣም ትልቅ ንፅፅር እንዲስተካከል ያስችለዋል፣ ይህም እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ የብርሃን ምቶች ለማምረት በጣም ምቹ ነው።

የኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለርን የመቀየር አቅም ለማረጋገጥ ቡድኑ በመጀመሪያ የመሳሪያውን የዲሲ ቮልቴጅ በኦፕሬሽን ሞገድ ርዝመት ያለውን የትራንስሚሽን ልዩነት አሳይቷል። ከ1 ቮልት በኋላ የትራንስሚሽን መጠኑ ከ60 ዴሲባሲ በላይ በከፍተኛ ሁኔታ እንደሚቀንስ ማየት ይቻላል። በተለምዷዊ የኦሲሎስኮፕ ምልከታ ዘዴዎች ውስንነት ምክንያት የምርምር ቡድኑ የራስ-ሄትሮዳይን ጣልቃ ገብነት የመለኪያ ዘዴን ተቀብሎ በ pulse modulator ወቅት እጅግ በጣም ከፍተኛ ተለዋዋጭ የመጥፋት ጥምርታን ለመለየት የስፔክትሮሜትር ትልቅ ተለዋዋጭ ክልል ይጠቀማል። የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የሞዱተሩ የውጤት ብርሃን ምት እስከ 68 ዴሲባሲ የመጥፋት ጥምርታ እና ከ65 ዴሲባሲ በላይ የመጥፋት ጥምርታ በበርካታ ሬዞናንት የሞገድ ርዝመት ቦታዎች አቅራቢያ አለው። ዝርዝር ስሌት ከተደረገ በኋላ፣ በኤሌክትሮዱ ላይ የተጫነው ትክክለኛው የRF ድራይቭ ቮልቴጅ 1 ቮልት አካባቢ ሲሆን የሞዱሌሽን የኃይል ፍጆታ ደግሞ 3.6 ሜጋ ዋት ብቻ ሲሆን ይህም ከተለመደው የAOM ሞዱለር የኃይል ፍጆታ ሁለት የመጠን ቅደም ተከተሎች ያነሱ ናቸው።

በ DAS ስርዓት ውስጥ በሲሊኮን ላይ የተመሠረተ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለር አተገባበር በቺፕ ሞዱለር በማሸግ በቀጥታ ለይቶ ማወቅ DAS ስርዓት ላይ ሊተገበር ይችላል። ከአጠቃላይ የአካባቢ ምልክት ሄትሮዳይን ኢንተርፌሮሜትሪ በተለየ መልኩ፣ ሚዛናዊ ያልሆነው የሚሼልሰን ኢንተርፌሮሜትሪ የዴሞዱሌሽን ሁነታ በዚህ ስርዓት ውስጥ ተቀባይነት አግኝቷል፣ ስለዚህ የሞዱተሩ የኦፕቲካል ድግግሞሽ ፈረቃ ውጤት አያስፈልግም። በሳይኑሶይድ ንዝረት ምልክቶች ምክንያት የሚከሰቱት የደረጃ ለውጦች በተለምዶ የIQ ዲሞዱሌሽን ስልተ ቀመር በመጠቀም የ3 ቻናሎች የሬይሊ የተበታተኑ ምልክቶች ዲሞዱሌሽን በተሳካ ሁኔታ ይመለሳሉ። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት SNR 56 dB አካባቢ ነው። በሲግናል ድግግሞሽ ±100 Hz ክልል ውስጥ ባለው የዳሳሽ ፋይበር አጠቃላይ ርዝመት ላይ የኃይል ስፔክትራል ጥግግት ስርጭት የበለጠ ምርመራ ይደረግበታል። በንዝረት አቀማመጥ እና ድግግሞሽ ላይ ከሚታየው ምልክት በተጨማሪ፣ በሌሎች የቦታ ቦታዎች ላይ የተወሰኑ የኃይል ስፔክትራል ጥግግት ምላሾች እንዳሉ ታይቷል። በ±10 Hz ክልል እና ከንዝረት ቦታ ውጭ ያለው የመስቀለኛ መንገድ ድምጽ በፋይበሩ ርዝመት ላይ በአማካይ የሚሰላ ሲሆን በቦታ ውስጥ ያለው አማካይ SNR ከ33 dB በታች አይደለም።

ምስል 2

የኦፕቲካል ፋይበር የተከፋፈለ የአኮስቲክ ዳሳሽ ስርዓት ንድፍ ንድፍ።

ለ የተቀነሰ የሲግናል ኃይል ስፔክትራል ጥግግት።

ሐ፣ መ በሴንሲንግ ፋይበር በኩል ባለው የኃይል ስፔክትራል ጥግግት ስርጭት አቅራቢያ ያሉ የንዝረት ድግግሞሾች።

ይህ ጥናት እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ (68 dB) ያለው በሲሊኮን ላይ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱለርን ያገኘ የመጀመሪያው ሲሆን በDAS ስርዓቶች ላይ በተሳካ ሁኔታ ተተግብሯል፣ እና የንግድ AOM ሞዱለርን የመጠቀም ውጤት በጣም ቅርብ ነው፣ እና መጠኑ እና የኃይል ፍጆታው ከኋለኛው ሁለት መጠኖች ያነሱ ናቸው፣ ይህም በሚቀጥለው ትውልድ አነስተኛ፣ ዝቅተኛ ኃይል ባላቸው የተከፋፈሉ የፋይበር ዳሰሳ ስርዓቶች ውስጥ ቁልፍ ሚና እንደሚጫወት ይጠበቃል። በተጨማሪም፣ የCMOS ሰፊ የማኑፋክቸሪንግ ሂደት እና በሲሊኮን ላይ የተመሠረተ የቺፕ ውህደት አቅምየኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችበቺፕ ላይ የተመሰረቱ የተከፋፈሉ የፋይበር ዳሰሳ ስርዓቶችን መሰረት ያደረጉ ዝቅተኛ ዋጋ ያላቸው ባለብዙ መሣሪያ ሞኖሊቲክ የተቀናጁ ሞጁሎች ትውልድ እድገትን በእጅጉ ሊያበረታታ ይችላል።