Иң соңгысыультра югары сүнү коэффициенты электро-оптик модулятор
Чиптагы электро-оптик модуляторлар (кремний нигезендәге, трихиноид, юка пленкалы литий ниобаты һ.б.) компактлык, югары тизлек һәм түбән энергия куллану өстенлекләренә ия, ләкин бик югары сүнү коэффициенты белән динамик интенсивлык модуляциясенә ирешү өчен зур кыенлыклар бар. Күптән түгел Кытай университетындагы оптик җепселләрне сизү буенча уртак тикшеренү үзәгендәге тикшеренүчеләр кремний субстратларында бик югары сүнү коэффициенты электро-оптик модуляторлар өлкәсендә зур ачыш ясадылар. Югары дәрәҗәдәге оптик фильтр структурасына нигезләнеп, чиптагы кремнийэлектро-оптик модулятор68 дБ кадәр сүнү коэффициенты белән беренче тапкыр гамәлгә ашырылды. Зурлыгы һәм энергия куллануы гадәтигә караганда ике тапкыр кечерәк.AOM модуляторы, һәм җайланманың кулланылыш мөмкинлеге лаборатория DAS системасында тикшерелә.
1 нче рәсем. Ультра өчен сынау җайланмасының схемасыюгары сүнү коэффициенты электрооптик модулятор
Кремний нигезендәгеэлектро-оптик модулятортоташтырылган микробоҗралы фильтр структурасына нигезләнгән, классик электр фильтрына охшаш. Электро-оптик модулятор дүрт кремний нигезендәге микробоҗралы резонаторларның бер-бер артлы тоташуы аша яссы полосалы фильтрлауга һәм югары полосадан тыш кире кагу нисбәтенә (>60 дБ) ирешә. Һәр микробоҗрадагы Pin-типтагы электро-оптик фаза күчергече ярдәмендә модуляторның үткәрүчәнлек спектрын түбән кулланылган көчәнештә (<1,5 В) сизелерлек үзгәртергә мөмкин. Полосадан тыш югары кире кагу нисбәте фильтрның текә төшү характеристикасы белән берлектә резонанслы дулкын озынлыгы янындагы керү яктылык интенсивлыгын бик зур контраст белән модуляцияләргә мөмкинлек бирә, бу ультра югары сүнү нисбәте яктылык импульсларын җитештерү өчен бик уңайлы.
Электро-оптик модуляторның модуляция мөмкинлеген тикшерү өчен, команда башта җайланманың үткәрүчәнлегенең эш дулкын озынлыгындагы даими ток көчәнеше белән үзгәрүен күрсәтте. Күренгәнчә, 1 Втан соң үткәрүчәнлек 60 дБ тан артык кискен төшә. Гадәти осциллограф күзәтү ысулларының чикләнүе аркасында, тикшеренү төркеме үз-гетеродин интерференциясен үлчәү ысулын куллана һәм импульс модуляциясе вакытында модуляторның ультра югары динамик сүнү коэффициентын характерлау өчен спектрометрның зур динамик диапазонын куллана. Эксперименталь нәтиҗәләр модуляторның чыгу яктылык импульсының сүнү коэффициенты 68 дБ га кадәр, ә сүнү коэффициенты берничә резонанслы дулкын озынлыгы позициясе янында 65 дБ дан артык булуын күрсәтә. Җентекле исәпләүләрдән соң, электродка йөкләнгән чын RF җайланма көчәнеше якынча 1 В тәшкил итә, ә модуляция куәте куллану нибары 3,6 мВт тәшкил итә, бу гадәти AOM модуляторының куәт куллануыннан ике тапкыр кимрәк.
Кремний нигезендәге электрооптик модуляторны DAS системасында куллану чип модуляторын төргәкләү юлы белән турыдан-туры ачыклау DAS системасына кулланылырга мөмкин. Гомуми локаль сигнал гетеродин интерферометриясеннән аермалы буларак, бу системада балансланмаган Майкельсон интерферометриясенең демодуляция режимы кулланыла, шуңа күрә модуляторның оптик ешлык күчү эффекты кирәк түгел. Синусоидаль тибрәнү сигналлары китереп чыгарган фаза үзгәрешләре гадәти IQ демодуляция алгоритмын кулланып, 3 каналның Рейли таралган сигналларын демодуляцияләү юлы белән уңышлы торгызыла. Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, SNR якынча 56 дБ тәшкил итә. Сигнал ешлыгы ±100 Гц диапазонында сенсор җепселенең бөтен озынлыгы буенча көч спектр тыгызлыгының бүленеше өстәмә рәвештә тикшерелә. Тибрәнү позициясендә һәм ешлыгындагы күренекле сигналдан тыш, башка киңлек урыннарында да билгеле бер көч спектр тыгызлыгы җаваплары булуы күзәтелә. ±10 Гц диапазонында һәм тибрәнү позициясеннән тыш, үзара бәйләнеш шау-шу җепсел озынлыгы буенча уртача исәпләнә, һәм киңлектә уртача SNR 33 дБ тан ким түгел.
2 нче рәсем
Оптик җепселле таратылган акустик сизү системасының схемасы.
b Демодуляцияләнгән сигнал көче спектраль тыгызлыгы.
c, d сизү җепселләре буенча көч спектры тыгызлыгы бүленеше янындагы тибрәнү ешлыклары.
Бу тикшеренү кремний өстендә ультра югары сүнү коэффициенты (68 дБ) булган электро-оптик модуляторга ирешелгән беренче тикшеренү булып тора һәм DAS системаларында уңышлы кулланыла, һәм коммерция AOM модуляторын куллануның нәтиҗәсе бик якын, һәм зурлыгы һәм энергия куллануы соңгысыннан ике тапкыр кечерәк, бу миниатюрлаштырылган, аз куәтле таратылган җепселле сенсор системаларының киләсе буынында төп роль уйнаячак дип көтелә. Моннан тыш, кремний нигезендәге CMOS зур күләмле җитештерү процессы һәм чипта интеграцияләү мөмкинлеге...оптоэлектрон җайланмаларчиплы таратылган җепселле сенсор системаларына нигезләнгән арзан бәяле, күп җайланмалы монолит интеграцияләнгән модульләрнең яңа буынын эшләүгә зур ярдәм күрсәтә ала.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 18 марты