Microwave optoelectronics, araka ny anarany, dia ny fihaonan'ny microwave syoptoelectronics.Ny onja mikraoba sy ny onja maivana dia onja elektromagnetika, ary ny fatrany dia baiko maromaro amin'ny halehiben'ny hafa, ary ny singa sy ny teknolojia novolavolaina amin'ny sehatra misy azy dia samy hafa be.Amin'ny fitambarany dia afaka manararaotra ny tsirairay isika, saingy afaka mahazo fampiharana sy toetra vaovao izay sarotra takarina tsirairay avy.
Fifandraisana optikadia ohatra tsara indrindra amin'ny fitambaran'ny microwave sy photoelectrons.Fifandraisana tsy misy tariby an-telefaonina sy telegrafy tany am-boalohany, ny famokarana, ny fampielezana ary ny fandraisana famantarana, ireo fitaovana microwave ampiasaina rehetra.Ny onjam-peo elektromagnetika ambany dia ampiasaina amin'ny voalohany satria kely ny elanelana matetika ary kely ny fahafahan'ny fantsona fampitana.Ny vahaolana dia ny fampitomboana ny fatran'ny famantarana azo alefa, ny avo kokoa ny fatrany, ny loharanon-karena bebe kokoa.Fa ny mari-pandrefesana avo lenta amin'ny fahaverezan'ny fampielezam-peo dia lehibe, fa mora ihany koa ny sakana amin'ny sakana.Raha ny cable no ampiasaina dia lehibe ny fahaverezan'ny tariby, ary olana ny fifindran'ny lavitra.Vahaolana tsara amin'ireo olana ireo ny fipoiran'ny fifandraisana fibre optique.Fibre optiquedia ambany dia ambany ny fatiantoka fifindran'ny fiara ary izy no mpitatitra tsara indrindra amin'ny fampitana famantarana amin'ny halavirana lavitra.Ny fatran'ny onjam-pahazavana dia lehibe lavitra noho ny an'ny microwave ary afaka mampita fantsona maro samihafa miaraka.Noho ireo tombony ireo nyfifindran'ny optika, Ny fifandraisana amin'ny fibre optique dia lasa fototry ny fampitana vaovao ankehitriny.
Ny fifandraisana optika dia manana tantara lava, fikarohana sy fampiharana dia tena midadasika sy matotra, tsy azo lazaina intsony.Ity lahatsoratra ity dia mampiditra indrindra ny votoatin'ny fikarohana vaovao momba ny optoelectronics microwave tato anatin'ny taona vitsivitsy ankoatra ny fifandraisana optika.Microwave optoelectronics no tena mampiasa ny fomba sy ny teknolojia eo amin'ny sehatry ny optoelectronics ho toy ny mpitatitra mba hanatsarana sy hanatrarana ny fampisehoana sy ny fampiharana izay sarotra tratrarina amin'ny fitaovana elektronika microwave nentim-paharazana.Raha jerena amin'ny fampiharana dia ahitana ireto lafiny telo ireto indrindra.
Ny voalohany dia ny fampiasana optoelektronika hamokatra famantarana mikraoba misy feo avo lenta, manomboka amin'ny tarika X ka hatrany amin'ny tarika THz.
Faharoa, fanodinana signal microwave.Anisan'izany ny fanemorana, ny sivana, ny fiovam-po matetika, ny fandraisana sy ny sisa.
Fahatelo, ny fampitana famantarana analoga.
Ato amin'ity lahatsoratra ity, ny mpanoratra ihany no mampiditra ny ampahany voalohany, ny taranaka microwave famantarana.Ny onja millimeter microwave mahazatra dia novokarin'ny singa microelectronic iii_V.Ny fetrany dia manana ireto teboka manaraka ireto: Voalohany, ho an'ny frequences avo toy ny 100GHz etsy ambony, ny microelectronics nentim-paharazana dia afaka mamokatra hery kely kokoa, amin'ny famantarana THz matetika kokoa, tsy afaka manao na inona na inona izy ireo.Faharoa, mba hampihenana ny tabataba amin'ny dingana sy hanatsara ny fahamarinan-toerana matetika, ny fitaovana tany am-boalohany dia mila apetraka amin'ny tontolo mafana indrindra.Fahatelo, sarotra ny manatratra isan-karazany ny fiovam-po matetika modulation matetika.Mba hamahana ireo olana ireo dia afaka mitana anjara toerana ny teknolojia optoelectronic.Ny fomba lehibe dia voalaza etsy ambany.
1. Amin'ny alàlan'ny fahasamihafan'ny mari-pandrefesana laser roa samy hafa, dia ampiasaina ny photodetector avo lenta mba hamadihana ny famantarana microwave, araka ny aseho amin'ny sary 1.
Sary 1. Sarin'ny skéma amin'ny microwave vokatry ny fahasamihafan'ny roatamin'ny laser.
Ny tombony amin'ity fomba ity dia rafitra tsotra, afaka miteraka onjam-peo milimetatra avo lenta ary na dia THz matetika famantarana aza, ary amin'ny fanitsiana ny fatran'ny laser dia afaka manatanteraka karazana fiovam-po haingana be, famafazana matetika.Ny fatiantoka dia ny tabataban'ny linewidth na ny dingana amin'ny mari-pamantarana matetika vokatry ny mari-pamantarana laser roa tsy misy ifandraisany dia somary lehibe, ary ny fahamarinan-toerana matetika dia tsy avo, indrindra raha laser semiconductor miaraka amin'ny boky kely fa ny linewidth lehibe (~MHz) dia. ampiasaina.Raha tsy ambony ny fepetra takian'ny lanjan'ny rafitra, dia azonao atao ny mampiasa laser solid-state (~kHz),tamin'ny laser fibre, lavaka ivelanylaser semiconductor, sns. Fanampin'izany, ny fomba roa samy hafa amin'ny famantarana tamin'ny laser novokarina tao amin'ny lavaka tamin'ny laser mitovy ihany koa dia azo ampiasaina mba hamoronana fahasamihafàna matetika, ka ny fahombiazan'ny faharetan'ny onjam-peo mikraoba dia mihatsara be.
2. Mba hamahana ny olana fa ny laser roa amin'ny fomba teo aloha dia incoherent ary ny tabataba dingana famantarana niteraka dia lehibe loatra, ny coherence eo amin'ny laser roa dia azo amin'ny alalan'ny tsindrona matetika fanidy dingana fanidiana fomba na ny ratsy feedback dingana. faritra mihidy.Ny sary 2 dia mampiseho ny fampiharana mahazatra amin'ny fanidiana tsindrona mba hamoronana micro micro (sary 2).Amin'ny alàlan'ny fanindronana mivantana ireo famantarana amin'izao fotoana izao amin'ny laser semiconductor, na amin'ny fampiasana modulator LinBO3-phase, dia azo amboarina ireo famantarana optika marobe amin'ny hafanana samihafa miaraka amin'ny elanelana matetika, na combs matetika.Mazava ho azy fa ny fomba fampiasa matetika mba hahazoana tohotra optique spektrum midadasika dia ny fampiasana laser mihidy mode.Ny mari-pamantarana tohotra roa ao amin'ny tohotra optika novokarina dia nofantenana amin'ny alàlan'ny sivana sy tsindrona amin'ny laser 1 sy 2 tsirairay avy mba hahatsapana ny fanidiana matetika sy ny fanidy.Satria ny dingana eo amin'ny samy hafa tohotra famantarana ny Optical matetika tohotra dia tsy miovaova, ka ny havany dingana eo amin'ny roa tamin'ny laser dia miorina tsara, ary avy eo amin'ny fomba fahasamihafan'ny matetika araka ny voalaza teo aloha, ny multi-foritra matetika microwave famantarana ny optique frequence tohotra ny tahan'ny famerimberenana azo azo.
Sary 2. Sarin'ny skematika amin'ny mari-pandrefesana avo roa heny amin'ny microwave vokatry ny fanidiana matetika.
Ny fomba iray hafa hampihenana ny tabataba eo amin'ny sehatry ny laser roa dia ny fampiasana PLL optika fanehoan-kevitra ratsy, araka ny aseho amin'ny sary 3.
Figure 3. Diagram schematic an'ny OPL.
Ny fitsipiky ny PLL optika dia mitovy amin'ny an'ny PLL amin'ny sehatry ny elektronika.Ny fahasamihafan'ny dingana amin'ny laser roa dia ovaina ho famantarana elektrika amin'ny alàlan'ny photodetector (mitovy amin'ny detector phase), ary avy eo ny fahasamihafan'ny dingana misy eo amin'ny laser roa dia azo amin'ny alàlan'ny fampandehanana matetika amin'ny loharano famantarana microwave, izay ampitomboina. ary voasivana ary avy eo averina any amin'ny sampana fanaraha-maso matetika ny iray amin'ireo laser (ho an'ny laser semiconductor, dia ny tsindrona ankehitriny).Amin'ny alàlan'ny tadivavarana fanaraha-maso ratsy toy izany, ny dingana matetika eo anelanelan'ny famantarana laser roa dia mihidy amin'ny famantarana microwave.Ny famantarana optika mitambatra dia azo ampitaina amin'ny alalan'ny fibre optika mankany amin'ny photodetector any an-kafa ary avadika ho famantarana mikraoba.Saika mitovy amin'ny an'ny mari-pamantarana reference ao anatin'ny bandeband-n'ny tamberin'ny tamberina ratsy mihidy ny dingana aterak'izany.Ny tabataba amin'ny dingana ivelan'ny bandwidth dia mitovy amin'ny tabataba amin'ny dingana mifandraika amin'ny laser roa tsy misy ifandraisany.
Ankoatr'izay, ny loharanom-pahalalana mikraoba reference dia azo ovaina amin'ny loharano famantarana hafa amin'ny alàlan'ny fampitomboana avo roa heny, ny fizarazarana matetika, na ny fanodinana matetika hafa, mba hahafahan'ny mari-pamantarana mikraoba ambany kokoa ho avo roa heny, na miova ho famantarana RF, THz avo lenta.
Raha ampitahaina amin'ny fanidiana matetika fanindroany dia tsy afaka mahazo avo roa heny ihany, ny tadivavarana mihidy dingana dia malefaka kokoa, afaka mamokatra matetika matetika, ary mazava ho azy fa sarotra kokoa.Ohatra, ny tohotra optique frequences novokarin'ny photoelectric modulator ao amin'ny Figure 2 dia ampiasaina ho loharanom-pahazavana, ary ny optique phase-locked loop dia ampiasaina mba hifantenana ny fatran'ny laser roa amin'ireo famantarana roa tohy optika, ary avy eo miteraka. mari-pamantarana avo lenta amin'ny alàlan'ny fatran'ny fahasamihafana, araka ny aseho ao amin'ny sary 4. f1 sy f2 dia ny f1 sy f2 dia ny fandrefesana famantarana ny roa PLLS tsirairay avy, ary ny microwave famantarana ny N * frep + f1 + f2 dia azo ateraky ny fahasamihafan'ny matetika eo amin'ny laser roa.
Figure 4. Diagram de schematic amin'ny famokarana matetika matetika amin'ny fampiasana tohotra optique frequence sy PLLS.
3. Ampiasao ny fomba-nihidy pulse tamin'ny laser mba hanova Optical pulse famantarana ho microwave famantarana amin'ny alalan'nyphotodetector.
Ny tombony lehibe amin'ity fomba ity dia ny fahazoana famantarana miaraka amin'ny fahamarinan-toerana tena tsara sy ny tabataba ambany dia ambany.Amin'ny fanidiana ny fatran'ny laser amin'ny spektrum fifindrana atomika sy molekiola tena marin-toerana, na lavaka optika tena marin-toerana, ary ny fampiasana ny fiovaovan'ny rafitra fanafoanana matetika avo roa heny sy ny teknolojia hafa, dia afaka mahazo mari-pandrefesana optika tena izy amin'ny matetika famerimberenana mafy orina, mba hahazoana mari-pandrefesana mikraoba miaraka amin'ny feo faran'izay ambany.Sary 5.
Sary 5. Fampitahana ny tabataba mifanakaiky amin'ny loharano famantarana samihafa.
Na izany aza, satria ny tahan'ny famerimberenan'ny pulse dia mifanohitra amin'ny halavan'ny lavaka ny laser, ary ny fomba nentim-paharazana-nihidy tamin'ny laser dia lehibe, dia sarotra ny mahazo avo matetika microwave famantarana mivantana.Ankoatr'izay, ny habeny, ny lanjany ary ny fanjifana angovo amin'ny laser pulsed nentim-paharazana, ary koa ny fepetra henjana momba ny tontolo iainana, dia mametra ny fampiharana azy ireo indrindra amin'ny laboratoara.Mba handresena ireo fahasahiranana ireo, vao haingana no nanomboka ny fikarohana tany Etazonia sy Alemana tamin'ny fampiasana vokatra tsy mitongilana mba hamoronana tohotra optika tsy miovaova matetika amin'ny lavaka optika kely sy avo lenta, izay miteraka famantarana mikraoba avo lenta avo lenta.
4. oscillator elektronika opto, sary 6.
Figure 6. Diagrama schematic amin'ny oscillator mifandray amin'ny photoelectric.
Ny iray amin'ireo fomba nentim-paharazana amin'ny famokarana microwaves na laser dia ny fampiasana loopina mihidy fanehoan-tena, raha toa ka lehibe kokoa noho ny fatiantoka ny tombony amin'ny loop mihidy, dia afaka mamokatra microwave na laser ny oscillation mientanentana.Arakaraka ny avoakan'ny kalitaon'ny Q an'ny tadivavarana mihidy no kely kokoa ny dingan'ny famantarana na ny feo matetika.Mba hampitomboana ny kalitaon'ny loop, ny fomba mivantana dia ny mampitombo ny halavan'ny loop ary manamaivana ny fahaverezan'ny fampielezana.Na izany aza, ny tadivavarana lava kokoa dia matetika afaka manohana ny famokarana fomba maro ny oscillation, ary raha misy sivana tery-bandwidth ampiana, dia azo tokan-tena kely-noise oscillation microwave famantarana.Photoelectric mitambatra oscillator dia mikraoba loharano famantarana mifototra amin'io hevitra io, dia mampiasa feno ny fibre ny fibre ambany fatiantoka toetra, mampiasa fibre lava kokoa mba hanatsarana ny loop Q sanda, dia afaka mamokatra microwave famantarana amin'ny dingana tena ambany tabataba.Hatramin'ny nanolorana ity fomba ity tamin'ny taona 1990, ity karazana oscillator ity dia nahazo fikarohana be dia be sy fivoarana lehibe, ary misy oscillators mitambatra photoelectric ara-barotra amin'izao fotoana izao.Vao haingana, novolavolaina ny oscillators photoelectric izay azo ahitsy amin'ny sehatra midadasika ny fatrany.Ny olana lehibe amin'ny loharanom-pahalalana mikraoba mifototra amin'ity maritrano ity dia ny halavan'ny tadivavarana, ary ny tabataba ao amin'ny free flow (FSR) sy ny fatrany avo roa heny dia hitombo be.Ankoatra izany, ny singa photoelectric ampiasaina dia bebe kokoa, ny vidiny dia avo, ny boky dia sarotra ny hampihenana, ary ny fibre lava kokoa dia mora mahatsapa ny fikorontanan'ny tontolo iainana.
Ity ambony ity dia mampiditra fohifohy ny fomba famokarana photoelectron amin'ny famantarana microwave, ary koa ny tombony sy ny fatiantoka.Farany, ny fampiasana photoelectrons hamokarana microwave dia manana tombony hafa dia ny fambara optique dia azo zaraina amin'ny alàlan'ny fibre optique miaraka amin'ny fatiantoka faran'izay kely, fifindran'ny lavitra ho an'ny terminal ampiasaina tsirairay ary avy eo niova ho famantarana microwave, ary ny fahafahana manohitra ny elektromagnetika. Ny fitsabahana dia mihatsara kokoa noho ireo singa elektronika mahazatra.
Ny fanoratana an'ity lahatsoratra ity dia natao ho reference indrindra, ary miaraka amin'ny traikefan'ny fikarohana sy ny traikefan'ny mpanoratra manokana amin'ity sehatra ity, misy ny tsy fahatomombanana sy ny tsy fahampiana, azafady azafady.
Fotoana fandefasana: Jan-03-2024