ຕົວປັບປ່ຽນໄຟຟ້າ-ອອບຕິກທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍສູງສຸດລຸ້ນລ່າສຸດ

ລ່າສຸດຕົວປັບປ່ຽນໄຟຟ້າ-ອອບຕິກທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍສູງພິເສດ

ຕົວດັດແປງໄຟຟ້າແສງໃນຊິບ (ອີງໃສ່ຊິລິກອນ, ໄຕຣຄວິນອຍ, ລີທຽມໄນໂອເບດຟິມບາງ, ແລະອື່ນໆ) ມີຂໍ້ດີຂອງຄວາມກະທັດຮັດ, ຄວາມໄວສູງ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າ, ແຕ່ຍັງມີສິ່ງທ້າທາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນການບັນລຸການດັດແປງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນແບບໄດນາມິກດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍທີ່ສູງຫຼາຍ. ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ສູນຄົ້ນຄວ້າຮ່ວມສຳລັບການຮັບຮູ້ເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລຈີນໄດ້ສ້າງຄວາມກ້າວໜ້າອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນຂົງເຂດຕົວດັດແປງໄຟຟ້າແສງໃນອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍທີ່ສູງຫຼາຍໃນຊັ້ນຊິລິກອນ. ໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງຕົວກອງແສງລະດັບສູງ, ຊິລິກອນໃນຊິບຕົວປັບສັນຍານເອເລັກໂຕຣ-ອໍບຕິກດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍສຽງສູງເຖິງ 68 dB ໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ເປັນຄັ້ງທຳອິດ. ຂະໜາດ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານແມ່ນນ້ອຍກວ່າສອງລຳດັບຂອງຂະໜາດແບບດັ້ງເດີມຕົວດັດແປງ AOM, ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການນຳໃຊ້ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນໃນລະບົບ DAS ຂອງຫ້ອງທົດລອງ.

ຮູບທີ 1 ແຜນວາດສະແດງຂອງອຸປະກອນທົດສອບສຳລັບ ultraຕົວປັບປ່ຽນໄຟຟ້າ-ອອບຕິກທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍສູງ

ອີງໃສ່ຊິລິໂຄນຕົວປັບສັນຍານໄຟຟ້າ-ແສງໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງຕົວກອງໄມໂຄຣຣິງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຕົວກອງໄຟຟ້າແບບຄລາສສິກ. ຕົວປັບການໄຟຟ້າແສງບັນລຸການກັ່ນຕອງແບນພາສຮາບພຽງ ແລະ ອັດຕາການປະຕິເສດນອກແຖບຄວາມຖີ່ສູງ (>60 dB) ຜ່ານການເຊື່ອມຕໍ່ຊຸດຂອງຕົວສະທ້ອນແສງໄມໂຄຣຣິງສີ່ຕົວທີ່ອີງໃສ່ຊິລິກອນ. ດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງຕົວປ່ຽນໄລຍະໄຟຟ້າແສງປະເພດ Pin ໃນແຕ່ລະວົງແຫວນໄມໂຄຣຣິງ, ສະເປກຕຣຳການສົ່ງຜ່ານຂອງຕົວປັບການສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນຳໃຊ້ຕ່ຳ (<1.5 V). ອັດຕາການປະຕິເສດນອກແຖບຄວາມຖີ່ສູງລວມກັບຄຸນລັກສະນະການມ້ວນລົງຂອງຕົວກອງທີ່ຊັນຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງປ້ອນເຂົ້າໃກ້ຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນຖືກປັບຄວາມຄົມຊັດທີ່ໃຫຍ່ຫຼາຍ, ເຊິ່ງເອື້ອອຳນວຍຫຼາຍຕໍ່ການຜະລິດກຳມະຈອນແສງອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍທີ່ສູງຫຼາຍ.

ເພື່ອກວດສອບຄວາມສາມາດໃນການມອດູເລດຂອງຕົວປັບຄວາມຖີ່ໄຟຟ້າ, ທີມງານໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງການສົ່ງຜ່ານຂອງອຸປະກອນດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າ DC ທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນປະຕິບັດການກ່ອນ. ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຫຼັງຈາກ 1 V, ການສົ່ງຜ່ານຈະຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາຫຼາຍກວ່າ 60 dB. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈຳກັດຂອງວິທີການສັງເກດການອອດຊິວໂລສະໂຄບແບບດັ້ງເດີມ, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຮັບຮອງເອົາວິທີການວັດແທກການແຊກແຊງແບບ self-heterodyne, ແລະໃຊ້ລະດັບໄດນາມິກຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງສະເປກໂຕຣມິເຕີເພື່ອສະແດງລັກສະນະອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍໄດນາມິກທີ່ສູງຫຼາຍຂອງຕົວປັບຄວາມຖີ່ໃນລະຫວ່າງການມອດູເລດແບບກຳມະຈອນ. ຜົນການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກຳມະຈອນແສງສະຫວ່າງທີ່ອອກມາຂອງຕົວປັບຄວາມຖີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍສູງເຖິງ 68 dB, ແລະອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍຫຼາຍກວ່າ 65 dB ໃກ້ກັບຕຳແໜ່ງຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນຫຼາຍຕຳແໜ່ງ. ຫຼັງຈາກການຄິດໄລ່ລະອຽດ, ແຮງດັນໄດຣຟ໌ RF ຕົວຈິງທີ່ໂຫຼດໃສ່ຂົ້ວໄຟຟ້າແມ່ນປະມານ 1 V, ແລະການໃຊ້ພະລັງງານມອດູເລດແມ່ນພຽງແຕ່ 3.6 mW, ເຊິ່ງນ້ອຍກວ່າການໃຊ້ພະລັງງານຂອງຕົວປັບຄວາມຖີ່ AOM ແບບດັ້ງເດີມສອງລຳດັບ.

ການນຳໃຊ້ໂມດູເລເຕີໄຟຟ້າແສງທີ່ອີງໃສ່ຊິລິໂຄນໃນລະບົບ DAS ສາມາດນຳໃຊ້ກັບລະບົບ DAS ການກວດຈັບໂດຍກົງໂດຍການຫຸ້ມຫໍ່ໂມດູເລເຕີໃນຊິບ. ແຕກຕ່າງຈາກການແຊກແຊງ heterodyne ສັນຍານທ້ອງຖິ່ນທົ່ວໄປ, ຮູບແບບການຖອດລະຫັດຂອງການແຊກແຊງ Michelson ທີ່ບໍ່ສົມດຸນແມ່ນໄດ້ຮັບຮອງເອົາໃນລະບົບນີ້, ດັ່ງນັ້ນຜົນກະທົບຂອງການປ່ຽນຄວາມຖີ່ແສງຂອງໂມດູເລເຕີຈຶ່ງບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງມີ. ການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ເກີດຈາກສັນຍານສັ່ນສະເທືອນ sinusoidal ແມ່ນໄດ້ຮັບການຟື້ນຟູຄືນມາຢ່າງສຳເລັດຜົນໂດຍການຖອດລະຫັດສັນຍານກະແຈກກະຈາຍ Rayleigh ຂອງ 3 ຊ່ອງໂດຍໃຊ້ອັລກໍຣິທຶມການຖອດລະຫັດ IQ ແບບທຳມະດາ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ SNR ແມ່ນປະມານ 56 dB. ການແຈກຢາຍຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສະເປກຕຣຳພະລັງງານຕາມຄວາມຍາວທັງໝົດຂອງເສັ້ນໄຍເຊັນເຊີໃນຊ່ວງຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານ ±100 Hz ແມ່ນໄດ້ຖືກສືບສວນຕື່ມອີກ. ນອກເໜືອໄປຈາກສັນຍານທີ່ໂດດເດັ່ນຢູ່ທີ່ຕຳແໜ່ງການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ຄວາມຖີ່, ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າມີການຕອບສະໜອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສະເປກຕຣຳພະລັງງານທີ່ແນ່ນອນຢູ່ສະຖານທີ່ທາງພື້ນທີ່ອື່ນໆ. ສຽງລົບກວນ crosstalk ໃນຊ່ວງ ±10 Hz ແລະ ນອກຕຳແໜ່ງການສັ່ນສະເທືອນແມ່ນສະເລ່ຍຕາມຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນໄຍ, ແລະ SNR ສະເລ່ຍໃນອະວະກາດບໍ່ໜ້ອຍກວ່າ 33 dB.

ຮູບທີ 2

ແຜນວາດສະແດງລະບົບຮັບຮູ້ສຽງແບບກະຈາຍດ້ວຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ.

b ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສະເປກຕຣຳພະລັງງານສັນຍານທີ່ຖອດລະຫັດ.

c, d ຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນໃກ້ກັບການແຈກຢາຍຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສະເປກຕຣຳພະລັງງານຕາມເສັ້ນໄຍຮັບຮູ້.

ການສຶກສານີ້ແມ່ນຄັ້ງທຳອິດທີ່ບັນລຸຕົວປັບປ່ຽນໄຟຟ້າ-ແສງໃນຊິລິໂຄນທີ່ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍທີ່ສູງຫຼາຍ (68 dB), ແລະ ນຳໃຊ້ກັບລະບົບ DAS ໄດ້ຢ່າງສຳເລັດຜົນ, ແລະ ຜົນກະທົບຂອງການໃຊ້ຕົວປັບປ່ຽນ AOM ທາງການຄ້າແມ່ນໃກ້ຄຽງກັນຫຼາຍ, ແລະ ຂະໜາດ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານແມ່ນນ້ອຍກວ່າສອງລຳດັບຂອງຂະໜາດ, ເຊິ່ງຄາດວ່າຈະມີບົດບາດສຳຄັນໃນລະບົບຮັບຮູ້ເສັ້ນໄຍກະຈາຍພະລັງງານຕ່ຳລຸ້ນຕໍ່ໄປ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂະບວນການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່ CMOS ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການລວມຕົວໃນຊິບຂອງຊິລິໂຄນທີ່ອີງໃສ່ອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດສົ່ງເສີມການພັດທະນາລຸ້ນໃໝ່ຂອງໂມດູນປະສົມປະສານຫຼາຍອຸປະກອນທີ່ມີລາຄາຖືກໂດຍອີງໃສ່ລະບົບຮັບຮູ້ເສັ້ນໄຍແບບກະຈາຍຢູ່ໃນຊິບ.