جديد ترين الٽرا-هاءِ ايڪسٽينشن ريشو اليڪٽرو-آپٽڪ ماڊيوليٽر

تازوالٽرا هاءِ ايڪسٽينشن ريشو اليڪٽرو آپٽڪ ماڊيوليٽر

آن-چپ اليڪٽرو-آپٽيڪل ماڊيوليٽر (سلڪون تي ٻڌل، ٽرائيڪوئنائيڊ، پتلي فلم ليٿيم نائوبيٽ، وغيره) ۾ ڪمپيڪٽنس، تيز رفتار ۽ گهٽ بجلي جي استعمال جا فائدا آهن، پر الٽرا-هاءِ ايڪسٽينشن ريشو سان متحرڪ شدت واري ماڊيوليشن حاصل ڪرڻ لاءِ اڃا به وڏا چئلينج آهن. تازو، هڪ چيني يونيورسٽي ۾ فائبر آپٽڪ سينسنگ لاءِ هڪ گڏيل ريسرچ سينٽر جي محققن سلڪون سبسٽريٽس تي الٽرا-هاءِ ايڪسٽينشن ريشو اليڪٽرو-آپٽيڪل ماڊيوليٽر جي ميدان ۾ هڪ اهم پيش رفت ڪئي آهي. هاءِ آرڊر آپٽيڪل فلٽر structure جي بنياد تي، آن-چپ سلڪوناليڪٽرو آپٽڪ ماڊيوليٽر68 ڊي بي تائين جي ختم ٿيڻ جي تناسب سان پهريون ڀيرو محسوس ڪيو ويو آهي. سائيز ۽ بجلي جو استعمال روايتي کان ٻه آرڊر ننڍا آهنAOM ماڊيوليٽر، ۽ ڊوائيس جي استعمال جي ممڪن هجڻ جي تصديق ليبارٽري DAS سسٽم ۾ ڪئي وئي آهي.

شڪل 1 الٽرا لاءِ ٽيسٽ ڊيوائس جو اسڪيميٽڪ ڊاگراماعليٰ ختم ٿيڻ جو تناسب اليڪٽرو-آپٽڪ ماڊيوليٽر

سلڪون تي ٻڌلاليڪٽرو-آپٽيڪل ماڊيوليٽرملائيل مائڪرورنگ فلٽر جي جوڙجڪ جي بنياد تي ڪلاسيڪل برقي فلٽر وانگر آهي. اليڪٽرو-آپٽڪ ماڊيوليٽر چار سلڪون-بيسڊ مائڪرورنگ ريزونيٽرز جي سيريز ڪوپلنگ ذريعي فليٽ بينڊ پاس فلٽرنگ ۽ هاءِ آئوٽ آف بينڊ ريجيڪشن ريشو (>60 ڊي بي) حاصل ڪري ٿو. هر مائڪرورنگ ۾ پن-قسم جي اليڪٽرو-آپٽيڪل فيز شفٽر جي مدد سان، ماڊيوليٽر جي ٽرانسميٽينس اسپيڪٽرم کي گهٽ لاڳو ٿيل وولٽيج (<1.5 V) تي خاص طور تي تبديل ڪري سگهجي ٿو. اسٽيپ فلٽر رول-ڊائون خاصيت سان گڏ، اعليٰ آئوٽ آف بينڊ ريجيڪشن ريشو گونج جي طول موج جي ويجهو ان پٽ لائيٽ جي شدت کي تمام وڏي برعڪس سان ماڊل ڪرڻ جي قابل بڻائي ٿو، جيڪو الٽرا-هاءِ ايڪسٽينشن ريشو لائيٽ پلس جي پيداوار لاءِ تمام گهڻو سازگار آهي.

اليڪٽرو-آپٽڪ ماڊيوليٽر جي ماڊيوليشن صلاحيت جي تصديق ڪرڻ لاءِ، ٽيم پهريون ڀيرو آپريٽنگ ويولينٿ تي ڊي سي وولٽيج سان ڊوائيس جي ٽرانسميشن جي تبديلي جو مظاهرو ڪيو. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته 1 V کان پوءِ، ٽرانسميشن 60 dB کان وڌيڪ تيزيءَ سان گهٽجي ويندي آهي. روايتي آسيلو اسڪوپ مشاهدي جي طريقن جي محدوديت جي ڪري، ريسرچ ٽيم خود هيٽروڊائن مداخلت جي ماپ جو طريقو اختيار ڪري ٿي، ۽ پلس ماڊيوليشن دوران ماڊيوليٽر جي الٽرا هاءِ ڊائنامڪ ايڪسٽينشن تناسب کي بيان ڪرڻ لاءِ اسپيڪٽروميٽر جي وڏي متحرڪ رينج کي استعمال ڪري ٿي. تجرباتي نتيجا ڏيکارين ٿا ته ماڊيوليٽر جي آئوٽ پٽ لائيٽ پلس ۾ 68 dB تائين ايڪسٽينشن تناسب آهي، ۽ ڪيترن ئي گونج واري ويولينٿ پوزيشن جي ويجهو 65 dB کان وڌيڪ ايڪسٽينشن تناسب آهي. تفصيلي حساب ڪتاب کان پوءِ، اليڪٽرروڊ تي لوڊ ٿيل اصل RF ڊرائيو وولٽيج تقريباً 1 V آهي، ۽ ماڊليشن پاور واپرائڻ صرف 3.6 ميگاواٽ آهي، جيڪو روايتي AOM ماڊيوليٽر پاور واپرائڻ کان ٻه آرڊر ننڍو آهي.

ڊي اي ايس سسٽم ۾ سلڪون تي ٻڌل اليڪٽرو آپٽڪ ماڊيوليٽر جي درخواست کي آن-چپ ماڊيوليٽر کي پيڪنگ ڪندي سڌي طرح ڳولڻ واري ڊي اي ايس سسٽم تي لاڳو ڪري سگهجي ٿو. عام مقامي سگنل هيٽروڊائن انٽرفيروميٽري کان مختلف، غير متوازن مائيڪلسن انٽرفيروميٽري جو ڊيموڊوليشن موڊ هن سسٽم ۾ اختيار ڪيو ويو آهي، انهي ڪري ته ماڊلٽر جي آپٽيڪل فريڪوئنسي شفٽ اثر جي ضرورت نه آهي. سينوسائيڊل وائبريشن سگنلن جي ڪري ٿيندڙ مرحلي ۾ تبديليون روايتي IQ ڊيموڊوليشن الگورتھم استعمال ڪندي 3 چينلن جي ريلي اسڪرٽڊ سگنلن جي ڊيموڊوليشن ذريعي ڪاميابي سان بحال ڪيون ويون آهن. نتيجا ڏيکارين ٿا ته SNR تقريباً 56 dB آهي. سگنل فريڪوئنسي ±100 Hz جي حد ۾ سينسر فائبر جي پوري ڊيگهه سان پاور اسپيڪٽرل کثافت جي ورڇ جي وڌيڪ جاچ ڪئي وئي آهي. وائبريشن پوزيشن ۽ فريڪوئنسي تي نمايان سگنل کان علاوه، اهو ڏٺو ويو آهي ته ٻين اسپيشل جڳهن تي ڪجهه پاور اسپيڪٽرل کثافت جا جواب آهن. ±10 Hz جي حد ۾ ۽ وائبريشن پوزيشن کان ٻاهر ڪراس اسٽالڪ شور فائبر جي ڊيگهه سان اوسط ڪيو ويندو آهي، ۽ خلا ۾ سراسري SNR 33 dB کان گهٽ ناهي.

شڪل 2

آپٽيڪل فائبر ورهايل صوتي سينسنگ سسٽم جو هڪ اسڪيميٽڪ ڊاگرام.

b ڊيموڊيوليٽڊ سگنل پاور اسپيڪٽرل کثافت.

سينسنگ فائبر سان گڏ پاور اسپيڪٽرل کثافت جي ورڇ جي ويجهو c، d وائبريشن فريڪوئنسيون.

هي مطالعو پهريون ڀيرو سلڪون تي الٽرا هاءِ ايڪسٽينشن ريشو (68 ڊي بي) سان اليڪٽرو آپٽيڪل ماڊيوليٽر حاصل ڪرڻ لاءِ آهي، ۽ ڪاميابي سان ڊي اي ايس سسٽم تي لاڳو ڪيو ويو آهي، ۽ ڪمرشل اي او ايم ماڊيوليٽر استعمال ڪرڻ جو اثر تمام ويجهو آهي، ۽ سائيز ۽ بجلي جو استعمال بعد واري کان ٻه آرڊر ننڍا آهن، جنهن جي توقع آهي ته ايندڙ نسل جي ننڍي، گهٽ طاقت واري ورهايل فائبر سينسنگ سسٽم ۾ اهم ڪردار ادا ڪندو. ان کان علاوه، سلڪون تي ٻڌل سي ايم او ايس وڏي پيماني تي پيداوار جي عمل ۽ آن چپ انٽيگريشن جي صلاحيتآپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسزچپ ورهايل فائبر سينسنگ سسٽم تي ٻڌل گهٽ قيمت، ملٽي ڊيوائس مونولٿڪ انٽيگريٽڊ ماڊلز جي نئين نسل جي ترقي کي تمام گهڻو فروغ ڏئي سگهي ٿو.