ਨਵੀਨਤਮ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ

ਨਵੀਨਤਮਅਤਿ-ਉੱਚ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ

ਆਨ-ਚਿੱਪ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ (ਸਿਲਿਕਨ-ਅਧਾਰਿਤ, ਟ੍ਰਾਈਕੁਇਨੋਇਡ, ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ, ਆਦਿ) ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪਤਾ, ਉੱਚ ਗਤੀ ਅਤੇ ਘੱਟ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ ਦੇ ਫਾਇਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਦੇ ਨਾਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਤੀਬਰਤਾ ਮੋਡਿਊਲੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਅਜੇ ਵੀ ਵੱਡੀਆਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਚੀਨੀ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੈਂਸਿੰਗ ਲਈ ਇੱਕ ਸੰਯੁਕਤ ਖੋਜ ਕੇਂਦਰ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਸਫਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਉੱਚ ਕ੍ਰਮ ਆਪਟੀਕਲ ਫਿਲਟਰ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ, ਆਨ-ਚਿੱਪ ਸਿਲੀਕਾਨਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ68 dB ਤੱਕ ਦੇ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਦੇ ਨਾਲ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਇਹ ਅਹਿਸਾਸ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ ਰਵਾਇਤੀ ਨਾਲੋਂ ਦੋ ਕ੍ਰਮ ਛੋਟੀ ਹੈAOM ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ, ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੀ ਵਿਵਹਾਰਕਤਾ ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ DAS ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਅਲਟਰਾ ਲਈ ਟੈਸਟ ਡਿਵਾਈਸ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰਉੱਚ ਐਕਸਟੈਂਸ਼ਨ ਅਨੁਪਾਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ

ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੂਲੇਟਰਕਪਲਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਰਿੰਗ ਫਿਲਟਰ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਕਲਾਸੀਕਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਫਿਲਟਰ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਚਾਰ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਮਾਈਕ੍ਰੋਰਿੰਗ ਰੈਜ਼ੋਨੇਟਰਾਂ ਦੀ ਲੜੀ ਜੋੜਨ ਦੁਆਰਾ ਫਲੈਟ ਬੈਂਡਪਾਸ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਅਤੇ ਉੱਚ ਆਊਟ-ਆਫ-ਬੈਂਡ ਰਿਜੈਕਸ਼ਨ ਅਨੁਪਾਤ (>60 dB) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਮਾਈਕ੍ਰੋਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪਿੰਨ-ਟਾਈਪ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਫੇਜ਼ ਸ਼ਿਫਟਰ ਦੀ ਮਦਦ ਨਾਲ, ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਦੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਘੱਟ ਲਾਗੂ ਵੋਲਟੇਜ (<1.5 V) 'ਤੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਸਟੀਪ ਫਿਲਟਰ ਰੋਲ-ਡਾਊਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਉੱਚ ਆਊਟ-ਆਫ ਬੈਂਡ ਰਿਜੈਕਸ਼ਨ ਅਨੁਪਾਤ ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਟ ਵੇਵਲੇਂਥ ਦੇ ਨੇੜੇ ਇਨਪੁਟ ਲਾਈਟ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਕੰਟ੍ਰਾਸਟ ਨਾਲ ਮੋਡਿਊਲੇਟ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਐਕਸਟੈਂਸ਼ਨ ਰੇਸ਼ੋ ਲਾਈਟ ਪਲਸਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ।

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੀ ਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਨ ਲਈ, ਟੀਮ ਨੇ ਪਹਿਲਾਂ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਵੇਵ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਡੀਸੀ ਵੋਲਟੇਜ ਨਾਲ ਡਿਵਾਈਸ ਦੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ ਦੇ ਭਿੰਨਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ 1 V ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ 60 dB ਤੋਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਰਵਾਇਤੀ ਔਸਿਲੋਸਕੋਪ ਨਿਰੀਖਣ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੀ ਸੀਮਾ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਖੋਜ ਟੀਮ ਸਵੈ-ਹੇਟਰੋਡਾਈਨ ਦਖਲਅੰਦਾਜ਼ੀ ਮਾਪ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਪਲਸ ਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਦੌਰਾਨ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੇ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ ਸਪੈਕਟਰੋਮੀਟਰ ਦੀ ਵੱਡੀ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਰੇਂਜ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਲਾਈਟ ਪਲਸ ਵਿੱਚ 68 dB ਤੱਕ ਦਾ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਈ ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਟ ਵੇਵ-ਲੰਬਾਈ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਨੇੜੇ 65 dB ਤੋਂ ਵੱਧ ਦਾ ਵਿਨਾਸ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਹੈ। ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਗਣਨਾ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ 'ਤੇ ਲੋਡ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਅਸਲ RF ਡਰਾਈਵ ਵੋਲਟੇਜ ਲਗਭਗ 1 V ਹੈ, ਅਤੇ ਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਪਾਵਰ ਖਪਤ ਸਿਰਫ 3.6 mW ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਰਵਾਇਤੀ AOM ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਪਾਵਰ ਖਪਤ ਨਾਲੋਂ ਦੋ ਆਰਡਰ ਛੋਟਾ ਹੈ।

ਡੀਏਐਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਅਧਾਰਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਆਨ-ਚਿੱਪ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਨੂੰ ਪੈਕ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਖੋਜ ਡੀਏਐਸ ਸਿਸਟਮ ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਸਥਾਨਕ-ਸਿਗਨਲ ਹੇਟਰੋਡਾਈਨ ਇੰਟਰਫੇਰੋਮੈਟਰੀ ਤੋਂ ਵੱਖਰਾ, ਇਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਗੈਰ-ਸੰਤੁਲਿਤ ਮਾਈਕਲਸਨ ਇੰਟਰਫੇਰੋਮੈਟਰੀ ਦਾ ਡੀਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਮੋਡ ਅਪਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੇ ਆਪਟੀਕਲ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਸ਼ਿਫਟ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਲੋੜ ਨਾ ਪਵੇ। ਸਾਈਨਸੋਇਡਲ ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਸਿਗਨਲਾਂ ਕਾਰਨ ਹੋਣ ਵਾਲੇ ਪੜਾਅ ਬਦਲਾਅ ਰਵਾਇਤੀ ਆਈਕਿਊ ਡੀਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਐਲਗੋਰਿਦਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 3 ਚੈਨਲਾਂ ਦੇ ਰੇਲੇ ਖਿੰਡੇ ਹੋਏ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੇ ਡੀਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਬਹਾਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਐਸਐਨਆਰ ਲਗਭਗ 56 ਡੀਬੀ ਹੈ। ਸਿਗਨਲ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ±100 ਹਰਟਜ਼ ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਸੈਂਸਰ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਪੂਰੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਪਾਵਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਘਣਤਾ ਦੀ ਵੰਡ ਦੀ ਹੋਰ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ। ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਸਥਿਤੀ ਅਤੇ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ 'ਤੇ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਸਿਗਨਲ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਹੋਰ ਸਥਾਨਿਕ ਸਥਾਨਾਂ 'ਤੇ ਕੁਝ ਪਾਵਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹਨ। ±10 ਹਰਟਜ਼ ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਸਥਿਤੀ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਕਰਾਸਟਾਕ ਸ਼ੋਰ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਔਸਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਔਸਤ ਐਸਐਨਆਰ 33 ਡੀਬੀ ਤੋਂ ਘੱਟ ਨਹੀਂ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 2

ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਵੰਡੇ ਗਏ ਧੁਨੀ ਸੈਂਸਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਦਾ ਇੱਕ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ।

b ਡੀਮੋਡੂਲੇਟਡ ਸਿਗਨਲ ਪਾਵਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਘਣਤਾ।

ਸੈਂਸਿੰਗ ਫਾਈਬਰ ਦੇ ਨਾਲ ਪਾਵਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਘਣਤਾ ਵੰਡ ਦੇ ਨੇੜੇ c, d ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀਆਂ।

ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਸਿਲੀਕਾਨ 'ਤੇ ਇੱਕ ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਐਕਸਟੈਂਸ਼ਨ ਰੇਸ਼ੋ (68 dB) ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਪਹਿਲਾ ਅਧਿਐਨ ਹੈ, ਅਤੇ DAS ਸਿਸਟਮਾਂ 'ਤੇ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਵਪਾਰਕ AOM ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਬਹੁਤ ਨੇੜੇ ਹੈ, ਅਤੇ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ ਬਾਅਦ ਵਾਲੇ ਨਾਲੋਂ ਦੋ ਕ੍ਰਮ ਛੋਟੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਤੋਂ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਛੋਟੇ, ਘੱਟ-ਪਾਵਰ ਵੰਡੇ ਗਏ ਫਾਈਬਰ ਸੈਂਸਿੰਗ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, CMOS ਵੱਡੇ ਪੈਮਾਨੇ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਦੀ ਔਨ-ਚਿੱਪ ਏਕੀਕਰਣ ਸਮਰੱਥਾਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂਇਹ ਘੱਟ-ਲਾਗਤ ਵਾਲੇ, ਮਲਟੀ-ਡਿਵਾਈਸ ਮੋਨੋਲਿਥਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਮੋਡੀਊਲਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਚਿੱਪ ਵੰਡੇ ਗਏ ਫਾਈਬਰ ਸੈਂਸਿੰਗ ਸਿਸਟਮਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ।