Ny faranymodulator electro-optique avo lenta avo indrindra
On-chip electro-optical modulators (silicon-based, triquinoid, thin film lithium niobate, sns) dia manana ny tombony amin'ny compactness, hafainganam-pandeha avo sy ny fanjifàna herinaratra ambany, nefa mbola misy fanamby lehibe mba hahazoana dynamic intensity modulation amin'ny ultra-avo lany tamingana tahan'ny. Vao haingana, ny mpikaroka ao amin'ny Foibem-pikarohana iraisana momba ny Fiber Optic Sensing ao amin'ny oniversite Shinoa dia nanao fandrosoana lehibe teo amin'ny sehatry ny modulator electro-optical ratios avo indrindra amin'ny substrate silisiôma. Miorina amin'ny firafitry ny sivana optika avo lenta, ny silisiôma on-chipelectro-optic modulatormiaraka amin'ny tahan'ny lany tamingana hatramin'ny 68 dB dia tonga voalohany. Ny habeny sy ny fanjifana herinaratra dia lamina roa kely kokoa noho ny mahazatraAOM modulator, ary ny fahafahan'ny fampiharana ny fitaovana dia voamarina ao amin'ny rafitra DAS laboratoara.
Figure 1 Diagrama schematic amin'ny fitaovana fitsapana ho an'ny ultraavo lany tamingana tahan'ny electro-optic modulator
Ny silisiôma mifototraelectro-optical modulatormifototra amin'ny firafitry ny sivana microring mitambatra dia mitovy amin'ny sivana elektrika mahazatra. Ny modulator electro-optique dia mahatratra ny sivana bandpass fisaka sy ny tahan'ny fandavana avo lenta (> 60 dB) amin'ny alàlan'ny fampifangaroana ireo resonator microring miorina amin'ny silisiôma efatra. Miaraka amin'ny fanampian'ny Pin-type electro-optical phase shifter amin'ny microring tsirairay, dia azo ovaina be ny spektrum fampitaovana ny modulator amin'ny voltase ampiharina ambany (<1.5 V). Ny tahan'ny fandavana ny tarika miaraka amin'ny toetran'ny sivana midina midina dia mamela ny hamafin'ny hazavana miditra eo akaikin'ny halavan'ny onjam-peo miodina amin'ny fifanoherana be dia be, izay tena mahasoa amin'ny famokarana pulses maivana avo lenta avo lenta.
Mba hanamarinana ny fahaiza-manaon'ny modulator electro-optic, ny ekipa dia naneho voalohany ny fiovaovan'ny fampitana ny fitaovana miaraka amin'ny voltase DC amin'ny halavan'ny onjam-piasana. Hita fa aorian'ny 1 V dia mihena be ny fampitana mihoatra ny 60 dB. Noho ny famerana ny fomba fandinihana oscilloscope mahazatra, ny ekipa mpikaroka dia mampiasa ny fomba fandrefesana ny fitsabahan'ny tena heterodyne, ary mampiasa ny isan-karazany lehibe amin'ny spectrometer mba hamaritana ny tahan'ny fandringanana mahery vaika mahery vaika amin'ny modulator mandritra ny fiovan'ny pulse. Ny valim-panadinana dia mampiseho fa ny fiposahan'ny hazavana mivoaka amin'ny modulator dia manana taham-pahafatesana hatramin'ny 68 dB, ary ny tahan'ny lany tamingana mihoatra ny 65 dB akaikin'ny toeran'ny onjam-peo maromaro. Taorian'ny kajikajy amin'ny antsipiriany, ny tena RF fiara malefaka mavesatra entana amin'ny electrode dia eo amin'ny 1 V, ary ny modulation hery fanjifàna dia 3.6 mW ihany, izay roa baiko ny halehiben'ny kely kokoa noho ny mahazatra AOM modulator fanjifàna herinaratra.
Ny fampiharana ny modulator electro-optic miorina amin'ny Silicon amin'ny rafitra DAS dia azo ampiharina amin'ny rafitra DAS mivantana amin'ny alàlan'ny fametahana ny modulator on-chip. Tsy mitovy amin'ny interferometry heterodyne famantarana eo an-toerana, ny fomba demodulation amin'ny interferometry Michelson tsy voalanjalanja dia raisina amin'ity rafitra ity, ka tsy ilaina ny fifindran'ny fiovaovan'ny optika amin'ny modulator. Ny fiovan'ny dingana nateraky ny mari-pandrefesana sinusoidal dia naverina tamin'ny laoniny tamim-pahombiazana tamin'ny alàlan'ny demodulation ny famantarana miparitaka Rayleigh amin'ny fantsona 3 mampiasa algorithm demodulation IQ mahazatra. Ny valiny dia mampiseho fa ny SNR dia manodidina ny 56 dB. Ny fitsinjarana ny hakitroky ny herin'ny spectral amin'ny halavan'ny fibre sensor amin'ny isan-karazany ny matetika famantarana ± 100 Hz dia fanadihadiana bebe kokoa. Ho fanampin'ny famantarana misongadina eo amin'ny toeran'ny vibration sy ny fatran'ny vibration, dia tsikaritra fa misy valin-kafatra amin'ny hakitroky ny herin'aratra amin'ny toerana hafa. Ny tabataba crosstalk ao anatin'ny ± 10 Hz sy ivelan'ny toeran'ny vibration dia salanisa amin'ny halavan'ny fibre, ary ny salan'isa SNR amin'ny habaka dia tsy latsaky ny 33 dB.
Sary 2
kisary skematika amin'ny rafi-pandrenesana acoustic mizara fibre optika.
b Demodulate hery famantarana hakitroky spectral.
c, d ny fihovitrovitra eo akaikin'ny fizarana hakitroky ny herin'aratra amin'ny fibre sensing.
Ity fandinihana ity no voalohany nahatratra ny modulator electro-optical amin'ny silisiôma miaraka amin'ny tahan'ny famongorana avo lenta (68 dB), ary nampiharina tamin'ny rafitra DAS, ary ny fiantraikan'ny fampiasana modulator AOM ara-barotra dia tena akaiky, ary ny habeny sy ny fanjifana herinaratra dia lamina roa kely kokoa noho ny farany, izay antenaina fa hanana anjara toerana lehibe amin'ny taranaka manaraka ny rafitra fibre zarazaraina ambany. Ho fanampin'izany, ny fizotran'ny famokarana lehibe CMOS sy ny fahafaha-miditra amin'ny chip mifototra amin'ny silisiômafitaovana optoelektronikaafaka mampiroborobo be ny fampandrosoana ny taranaka vaovao mora vidy, multi-fitaovana monolithic Integrated Modules mifototra amin'ny-chip zaraina fibre sensing rafitra.
Fotoana fandefasana: Mar-18-2025