An rud as ùiremoduladair electro-optaigeach co-mheas cuir às fìor àrd
Tha buannachdan aig moduladairean electro-optaigeach air-chip (stèidhichte air silicon, triquinoid, lithium niobate film tana, msaa.) leithid dlùthadh, astar àrd agus caitheamh cumhachd ìosal, ach tha dùbhlain mhòra ann fhathast gus moduladaireachd dian fiùghantach a choileanadh le co-mheas cuir às fìor àrd. O chionn ghoirid, tha luchd-rannsachaidh aig Ionad rannsachaidh co-roinnte airson Mothachadh Fibre Optaigeach aig oilthigh Sìneach air adhartas mòr a dhèanamh ann an raon moduladairean electro-optaigeach co-mheas cuir às fìor àrd air fo-stratan silicon. Stèidhichte air structar sìoltachain optaigeach àrd-òrdugh, tha an silicon air-chip...moduladair electro-optaigeachle co-mheas cuir às suas ri 68 dB air a thoirt gu buil airson a’ chiad uair. Tha am meud agus an caitheamh cumhachd dà òrdugh meudachd nas lugha na an fheadhainn thraidiseantaModuladair AOM, agus tha comasachd tagraidh an inneil air a dhearbhadh ann an siostam DAS an obair-lann.
Figear 1 Diagram sgemataigeach den inneal deuchainn airson ultramoduladair electro-optaigeach co-mheas àrd-milleadh
Stèidhichte air siliconmoduladair electro-optaigeachstèidhichte air structar an criathrag microfàinne ceangailte tha e coltach ris a’ chriathrag dealain clasaigeach. Bidh am moduladair electro-optaigeach a’ coileanadh criathradh còmhnard bandpass agus co-mheas diùltadh àrd taobh a-muigh a’ chòmhlain (>60 dB) tro cheangal sreath de cheithir ath-shondairean microfàinne stèidhichte air silicon. Le cuideachadh bho ghluasadadair ìre electro-optaigeach seòrsa-Pin anns gach microfàinne, faodar speactram tar-chuir a’ mhodadair atharrachadh gu mòr aig bholtadh ìosal a chaidh a chuir an sàs (<1.5 V). Leigidh an co-mheas diùltadh àrd taobh a-muigh a’ chòmhlain còmhla ris a’ fheart rollaidh sìos cas den chriathrag le dian an t-solais cuir a-steach faisg air tonn-fhaid an ath-shondais a bhith air a mhodachadh le eadar-dhealachadh glè mhòr, a tha glè fhreagarrach do chinneasachadh cuislean solais co-mheas cuir às ultra-àrd.
Gus comas modulachaidh a’ mhodulator electro-optaigeach a dhearbhadh, sheall an sgioba an toiseach an atharrachadh ann an tar-chuir an inneil leis a’ bholtaids DC aig an tonn-fhaid obrachaidh. Chithear às dèidh 1 V, gu bheil an tar-chuir a’ tuiteam gu mòr os cionn 60 dB. Air sgàth cuingealachadh dhòighean amhairc oscilloscop àbhaisteach, tha an sgioba rannsachaidh a’ gabhail ris an dòigh tomhais eadar-theachd fèin-heterodyne, agus a’ cleachdadh an raoin fiùghantach mhòr den speactrometer gus an co-mheas cuir às fiùghantach ultra-àrd den mhodulator a chomharrachadh rè modulachadh cuisle. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil co-mheas cuir às suas ri 68 dB aig cuisle solais toraidh a’ mhodulator, agus an co-mheas cuir às nas motha na 65 dB faisg air grunn shuidheachaidhean tonn-fhaid ath-shondach. Às deidh àireamhachadh mionaideach, tha am bholtaids dràibhidh RF fhèin a chaidh a luchdachadh chun electrod mu 1 V, agus chan eil an caitheamh cumhachd modulachaidh ach 3.6 mW, a tha dà òrdugh meudachd nas lugha na caitheamh cumhachd modulator AOM àbhaisteach.
Faodar cleachdadh moduladair electro-optaigeach stèidhichte air silicon ann an siostam DAS a chur an sàs ann an siostam DAS lorg dìreach le bhith a’ pacadh a’ moduladair air-chip. Eadar-dhealaichte bhon eadar-theachd heterodyne comharran ionadail coitcheann, tha modh dì-mhodalachaidh eadar-theachd Michelson neo-chothromach air a ghabhail os làimh san t-siostam seo, gus nach eil feum air buaidh gluasaid tricead optigeach a’ moduladair. Tha na h-atharrachaidhean ìre air adhbhrachadh le comharran crith sinusoidal air an ath-nuadhachadh gu soirbheachail le bhith a’ dì-mhodalachadh chomharran sgapte Rayleigh de 3 seanalan a’ cleachdadh algairim dì-mhodalachaidh IQ àbhaisteach. Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil an SNR mu 56 dB. Tha sgaoileadh dùmhlachd speactram cumhachd air feadh fad iomlan an t-snàithleach mothachaidh anns an raon tricead comharran ± 100 Hz air a sgrùdadh tuilleadh. A bharrachd air a’ chomharra follaiseach aig an t-suidheachadh crith agus tricead, thathas a’ mothachadh gu bheil freagairtean dùmhlachd speactram cumhachd sònraichte ann an àiteachan fànais eile. Tha fuaim an crosstalk anns an raon ± 10 Hz agus taobh a-muigh an t-suidheachaidh crith air a chuibheasachadh air feadh fad an t-snàithleach, agus chan eil an SNR cuibheasach san fhànais nas lugha na 33 dB.
Figear 2
Diagram sgemataigeach de shiostam mothachaidh fuaimneach sgaoilte le snàithleach optaigeach.
b Dùmhlachd speactram cumhachd comharra dì-mhodaichte.
Triceadan crith c, d faisg air sgaoileadh dùmhlachd speactram cumhachd air feadh an t-snàithleach mothachaidh.
’S e seo a’ chiad sgrùdadh a choilean moduladair electro-optaigeach air silicon le co-mheas cuir às fìor àrd (68 dB), agus a chaidh a chur an sàs gu soirbheachail ann an siostaman DAS, agus tha buaidh cleachdadh moduladair AOM malairteach glè choltach, agus tha am meud agus an caitheamh cumhachd dà òrdugh meudachd nas lugha na an tè mu dheireadh, a thathar an dùil a chluicheas prìomh dhreuchd anns an ath ghinealach de shiostaman mothachaidh snàithleach sgaoilte cumhachd ìosal, beag bìodach. A bharrachd air an sin, tha am pròiseas saothrachaidh CMOS air sgèile mhòr agus comas amalachaidh air-chip stèidhichte air siliconinnealan optoelectronicfaodaidh seo leasachadh ginealach ùr de mhodalan amalaichte monolithach ioma-inneal aig prìs ìseal stèidhichte air siostaman mothachaidh snàithleach sgaoilte air-chip a bhrosnachadh gu mòr.
Àm puist: 18 Màrt 2025