ຫລ້າສຸດອັດຕາສ່ວນການສູນພັນສູງ ultra-high extinction modulator electro-optic
on-chip electro-optical modulators (silicon-based, triquinoid, thin film lithium niobate, ແລະອື່ນໆ) ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ຄວາມໄວສູງແລະການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາ, ແຕ່ຍັງມີສິ່ງທ້າທາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງທີ່ຈະບັນລຸຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນແບບເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນພັນສູງສຸດ. ບໍ່ດົນມານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ສູນຄົ້ນຄວ້າຮ່ວມກັນສໍາລັບ Fiber Optic Sensing ຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລຂອງຈີນໄດ້ສ້າງຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນໃນພາກສະຫນາມຂອງໂມດູນ electro-optical ອັດຕາສ່ວນການສູນພັນທີ່ສູງທີ່ສຸດເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນຊິລິຄອນ. ອີງໃສ່ໂຄງສ້າງການກັ່ນຕອງ optical ຄໍາສັ່ງສູງ, ຊິລິໂຄນເທິງຊິບໂມດູເລເຕີ electro-opticດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການສູນພັນເຖິງ 68 dB ແມ່ນໄດ້ຮັບຮູ້ເປັນຄັ້ງທໍາອິດ. ຂະຫນາດແລະການນໍາໃຊ້ພະລັງງານແມ່ນສອງຄໍາສັ່ງຂະຫນາດນ້ອຍກ່ວາແບບດັ້ງເດີມໂມດູນ AOM, ແລະຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນແມ່ນໄດ້ຮັບການກວດສອບໃນລະບົບ DAS ຫ້ອງທົດລອງ.
ຮູບທີ 1 ແຜນວາດແຜນວາດຂອງອຸປະກອນທົດສອບສໍາລັບ ultraອັດຕາສ່ວນການສູນພັນສູງໂມດູນ electro-optic
ຊິລິຄອນທີ່ອີງໃສ່ໂມດູນ electro-opticalອີງໃສ່ໂຄງສ້າງການກັ່ນຕອງ microring ຄູ່ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບການກັ່ນຕອງໄຟຟ້າຄລາສສິກ. ໂມດູເລເຕີ electro-optic ບັນລຸການກັ່ນຕອງແຖບແບນແລະອັດຕາສ່ວນການປະຕິເສດອອກຈາກແຖບສູງ (> 60 dB) ໂດຍຜ່ານການ coupling ຂອງສີ່ resonators microring ທີ່ອີງໃສ່ຊິລິຄອນ. ດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງຕົວປ່ຽນໄລຍະ electro-optical ແບບ Pin-type ໃນແຕ່ລະ microring, spectrum transmittance ຂອງ modulator ສາມາດປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຢູ່ທີ່ແຮງດັນຕ່ໍາ (<1.5 V). ອັດຕາສ່ວນການປະຕິເສດຂອງແຖບສູງບວກກັບລັກສະນະການມ້ວນລົງຕົວກອງທີ່ສູງຊັນເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງວັດສະດຸປ້ອນຢູ່ໃກ້ກັບຄວາມຍາວຄື່ນ resonant ໄດ້ຖືກ modulated ກັບກົງກັນຂ້າມຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ, ເຊິ່ງຫຼາຍທີ່ເອື້ອອໍານວຍໃຫ້ແກ່ການຜະລິດຂອງ ultra-high extinction light pulses.
ເພື່ອກວດສອບຄວາມສາມາດຂອງ modulator ຂອງ electro-optic modulator, ທີມງານທໍາອິດສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງການສົ່ງຂອງອຸປະກອນທີ່ມີແຮງດັນ DC ຢູ່ທີ່ຄວາມຍາວຂອງການເຄື່ອນໄຫວ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຫຼັງຈາກ 1 V, ການສົ່ງສັນຍານຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຫຼາຍກວ່າ 60 dB. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈໍາກັດຂອງວິທີການສັງເກດ oscilloscope ທໍາມະດາ, ທີມງານຄົ້ນຄ້ວາໄດ້ຮັບຮອງເອົາວິທີການວັດແທກ interference heterodyne ຕົນເອງ, ແລະນໍາໃຊ້ລະດັບການເຄື່ອນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ spectrometer ເພື່ອກໍານົດອັດຕາສ່ວນການສູນພັນແບບເຄື່ອນໄຫວ ultra-high ຂອງ modulator ໃນລະຫວ່າງການ modulation ກໍາມະຈອນ. ຜົນໄດ້ຮັບການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກໍາມະຈອນແສງສະຫວ່າງຜົນຜະລິດຂອງ modulator ມີອັດຕາສ່ວນການສູນພັນເຖິງ 68 dB, ແລະອັດຕາສ່ວນການສູນພັນຫຼາຍກ່ວາ 65 dB ຢູ່ໃກ້ກັບຫຼາຍຕໍາແຫນ່ງ wavelength resonant. ຫຼັງຈາກການຄິດໄລ່ລະອຽດ, ແຮງດັນຂອງໄດ RF ຕົວຈິງທີ່ໂຫລດກັບ electrode ແມ່ນປະມານ 1 V, ແລະການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງໂມດູນແມ່ນພຽງແຕ່ 3.6 mW, ເຊິ່ງເປັນສອງຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງໂມດູນ AOM ທໍາມະດາ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ modulator electro-optic ອີງໃສ່ Silicon ໃນລະບົບ DAS ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ກັບລະບົບ DAS ການກວດສອບໂດຍກົງໂດຍການຫຸ້ມຫໍ່ modulator on-chip. ແຕກຕ່າງຈາກ interferometry heterodyne ສັນຍານທ້ອງຖິ່ນທົ່ວໄປ, ຮູບແບບ demodulation ຂອງ interferometry Michelson ທີ່ບໍ່ສົມດຸນໄດ້ຖືກຮັບຮອງເອົາໃນລະບົບນີ້, ດັ່ງນັ້ນຜົນກະທົບການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ optical ຂອງ modulator ແມ່ນບໍ່ຈໍາເປັນ. ການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ເກີດຈາກສັນຍານການສັ່ນສະເທືອນ sinusoidal ໄດ້ຖືກຟື້ນຟູຢ່າງສໍາເລັດຜົນໂດຍການ demodulation ຂອງສັນຍານກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh ຂອງ 3 ຊ່ອງທາງການນໍາໃຊ້ສູດການຄິດໄລ່ IQ demodulation ທໍາມະດາ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ SNR ແມ່ນປະມານ 56 dB. ການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງສະເປກຕາໄຟຟ້າຕາມຄວາມຍາວທັງຫມົດຂອງເສັ້ນໄຍເຊັນເຊີໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານ ± 100 Hz ແມ່ນໄດ້ຖືກສືບສວນຕື່ມອີກ. ນອກເໜືອໄປຈາກສັນຍານທີ່ໂດດເດັ່ນຢູ່ທີ່ຕຳແໜ່ງການສັ່ນສະເທືອນແລະຄວາມຖີ່, ມັນສັງເກດເຫັນວ່າມີການຕອບສະໜອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ແນ່ນອນຢູ່ບ່ອນອື່ນ. ສິ່ງລົບກວນ crosstalk ໃນຂອບເຂດຂອງ ± 10 Hz ແລະຢູ່ນອກຕໍາແຫນ່ງສັ່ນສະເທືອນແມ່ນສະເລ່ຍຕາມຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນໄຍ, ແລະ SNR ສະເລ່ຍໃນຊ່ອງແມ່ນບໍ່ຫນ້ອຍກວ່າ 33 dB.
ຮູບທີ 2
ແຜນວາດແຜນພາບຂອງລະບົບການຮັບຮູ້ສຽງທີ່ແຈກຢາຍດ້ວຍເສັ້ນໃຍແສງ.
b Demodulated signal power spectral density.
c, d ຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນຢູ່ໃກ້ກັບການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ spectral ຕາມເສັ້ນໄຍ sensing.
ການສຶກສານີ້ແມ່ນຄັ້ງທໍາອິດທີ່ບັນລຸໄດ້ modulator electro-optical ເທິງຊິລິໂຄນທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນພັນສູງ ultra-high (68 dB), ແລະໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງສໍາເລັດຜົນກັບລະບົບ DAS, ແລະຜົນກະທົບຂອງການນໍາໃຊ້ modulator AOM ການຄ້າແມ່ນໃກ້ຊິດ, ແລະຂະຫນາດແລະການບໍລິໂພກພະລັງງານແມ່ນສອງຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທີ່ນ້ອຍກວ່າ, ເຊິ່ງຄາດວ່າຈະມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຜະລິດຕໍ່ໄປຂອງພະລັງງານ miniaturized, lows-fiber systems. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂະບວນການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ CMOS ແລະຄວາມສາມາດໃນການປະສົມປະສານຂອງຊິບຊິລິໂຄນທີ່ອີງໃສ່ຊິລິໂຄນ.ອຸປະກອນ optoelectronicຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສາມາດສົ່ງເສີມການພັດທະນາຂອງການຜະລິດໃຫມ່ຂອງໂມດູນປະສົມປະສານ monolithic ຫຼາຍອຸປະກອນທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາໂດຍອີງໃສ່ຊິບລະບົບການຮັບຮູ້ເສັ້ນໄຍ.
ເວລາປະກາດ: 18-03-2025