جدید ترین الٹرا ہائی ایکسٹینشن ریشو الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر

تازہ ترینالٹرا ہائی ایکسٹینشن ریشو الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر

آن-چِپ الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولٹرز (سلیکون پر مبنی، ٹرائیکوئنائڈ، پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ وغیرہ) میں کمپیکٹ پن، تیز رفتاری اور کم بجلی کی کھپت کے فوائد ہیں، لیکن الٹرا ہائی ایکسٹینشن ریشو کے ساتھ ڈائنامک انٹینسٹی ماڈیولیشن حاصل کرنے کے لیے اب بھی بڑے چیلنجز موجود ہیں۔ حال ہی میں، ایک چینی یونیورسٹی میں فائبر آپٹک سینسنگ کے مشترکہ تحقیقی مرکز کے محققین نے سلیکون سبسٹریٹس پر الٹرا ہائی ایکسٹینشن ریشو الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولٹرز کے میدان میں ایک اہم پیش رفت کی ہے۔ ہائی آرڈر آپٹیکل فلٹر ڈھانچے کی بنیاد پر، آن چپ سلکانالیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر68 ڈی بی تک کے ناپید ہونے کے تناسب کے ساتھ پہلی بار احساس ہوا ہے۔ سائز اور بجلی کی کھپت روایتی سے کم شدت کے دو آرڈر ہیں۔اے او ایم ماڈیولیٹر، اور ڈیوائس کی درخواست کی فزیبلٹی لیبارٹری DAS سسٹم میں تصدیق کی جاتی ہے۔

تصویر 1 الٹرا کے لیے ٹیسٹ ڈیوائس کا اسکیمیٹک ڈایاگراماعلی ختم ہونے کا تناسب الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر

سلیکون پر مبنیالیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیٹرکپلڈ مائکرونگ فلٹر کی ساخت کلاسیکی برقی فلٹر کی طرح ہے۔ الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر فلیٹ بینڈ پاس فلٹرنگ اور ہائی آؤٹ آف بینڈ ریجیکشن ریشو (> 60 dB) کو چار سلیکون پر مبنی مائیکرو رِنگ ریزونیٹرز کی سیریز کپلنگ کے ذریعے حاصل کرتا ہے۔ ہر مائیکرونگ میں پن قسم کے الیکٹرو آپٹیکل فیز شفٹر کی مدد سے، کم لاگو وولٹیج (<1.5 V) پر ماڈیولیٹر کے ٹرانسمیٹینس سپیکٹرم کو نمایاں طور پر تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اسٹیپ فلٹر رول ڈاون خصوصیت کے ساتھ مل کر بینڈ کو مسترد کرنے کا اعلی تناسب اس قابل بناتا ہے کہ گونجنے والی طول موج کے قریب ان پٹ لائٹ کی شدت کو ایک بہت بڑے کنٹراسٹ کے ساتھ ماڈیول کیا جا سکے، جو انتہائی ہائی ایکسٹینشن ریشو لائٹ پلس کی پیداوار کے لیے بہت سازگار ہے۔

الیکٹرو آپٹک ماڈیولر کی ماڈیولیشن کی صلاحیت کی تصدیق کرنے کے لیے، ٹیم نے پہلے آپریٹنگ طول موج پر ڈی سی وولٹیج کے ساتھ ڈیوائس کی ترسیل کی تبدیلی کا مظاہرہ کیا۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ 1 V کے بعد، ترسیل 60 dB سے زیادہ تیزی سے گر جاتی ہے۔ روایتی آسیلوسکوپ مشاہدے کے طریقوں کی محدودیت کی وجہ سے، تحقیقی ٹیم خود ہیٹروڈائن مداخلت کی پیمائش کے طریقہ کار کو اپناتی ہے، اور پلس موڈیولیشن کے دوران ماڈیولیٹر کے انتہائی اعلیٰ متحرک معدوم ہونے کے تناسب کو نمایاں کرنے کے لیے سپیکٹرومیٹر کی بڑی متحرک رینج کا استعمال کرتی ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ماڈیولر کی آؤٹ پٹ لائٹ پلس میں 68 dB تک ختم ہونے کا تناسب ہے، اور متعدد گونج والی طول موج کی پوزیشنوں کے قریب 65 dB سے زیادہ کا معدوم ہونے کا تناسب ہے۔ تفصیلی حساب کے بعد، الیکٹروڈ پر لوڈ ہونے والا اصل RF ڈرائیو وولٹیج تقریباً 1 V ہے، اور ماڈیولیشن پاور کی کھپت صرف 3.6 میگاواٹ ہے، جو کہ روایتی AOM ماڈیولیٹر بجلی کی کھپت سے کم شدت کے دو آرڈرز ہیں۔

ڈی اے ایس سسٹم میں سلکان پر مبنی الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر کا اطلاق آن چپ ماڈیولیٹر کو پیک کرکے براہ راست پتہ لگانے والے ڈی اے ایس سسٹم پر کیا جاسکتا ہے۔ عام لوکل سگنل ہیٹروڈائن انٹرفیومیٹری سے مختلف، اس سسٹم میں غیر متوازن مائیکلسن انٹرفیومیٹری کا ڈیموڈولیشن موڈ اپنایا جاتا ہے، تاکہ ماڈیولیٹر کے آپٹیکل فریکوئنسی شفٹ اثر کی ضرورت نہ ہو۔ سائنوسائیڈل وائبریشن سگنلز کی وجہ سے ہونے والی فیز تبدیلیاں روایتی IQ ڈیموڈولیشن الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے 3 چینلز کے Rayleigh بکھرے ہوئے سگنلز کی ڈیموڈولیشن سے کامیابی کے ساتھ بحال ہو جاتی ہیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ SNR تقریبا 56 dB ہے۔ سگنل فریکوئنسی ±100 ہرٹز کی حد میں سینسر فائبر کی پوری لمبائی کے ساتھ پاور سپیکٹرل کثافت کی تقسیم کی مزید تفتیش کی جاتی ہے۔ کمپن پوزیشن اور فریکوئنسی پر نمایاں سگنل کے علاوہ، یہ مشاہدہ کیا گیا ہے کہ دیگر مقامی مقامات پر پاور سپیکٹرل کثافت کے کچھ ردعمل موجود ہیں۔ ±10 ہرٹز کی حد میں اور وائبریشن پوزیشن کے باہر کراسسٹالک شور کا اوسط فائبر کی لمبائی کے ساتھ لگایا جاتا ہے، اور خلا میں اوسط SNR 33 dB سے کم نہیں ہے۔

تصویر 2

آپٹیکل فائبر ڈسٹری بیوٹڈ ایکوسٹک سینسنگ سسٹم کا اسکیمیٹک خاکہ۔

b demodulated سگنل پاور سپیکٹرل کثافت.

سی، ڈی سینسنگ فائبر کے ساتھ پاور سپیکٹرل کثافت کی تقسیم کے قریب کمپن فریکوئنسی۔

یہ مطالعہ الٹرا ہائی ایکسٹینشن ریشو (68 dB) کے ساتھ سلیکون پر الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیٹر حاصل کرنے والا پہلا مطالعہ ہے، اور DAS سسٹمز پر کامیابی کے ساتھ لاگو کیا گیا ہے، اور تجارتی AOM ماڈیولیٹر کے استعمال کا اثر بہت قریب ہے، اور سائز اور بجلی کی کھپت بعد کے مقابلے میں چھوٹے طول و عرض کے دو آرڈر ہیں، جو کہ اگلی نسل میں اہم کردار ادا کرنے کی توقع ہے۔ تقسیم شدہ فائبر سینسنگ سسٹم۔ اس کے علاوہ، CMOS بڑے پیمانے پر مینوفیکچرنگ کے عمل اور سلیکون کی بنیاد پر چپ انضمام کی صلاحیتآپٹو الیکٹرانک آلاتبہت کم لاگت، کثیر آلہ یک سنگی مربوط ماڈیولز کی ایک نئی نسل کی ترقی کو فروغ دے سکتے ہیں پر مبنی چپ تقسیم فائبر سینسنگ نظام.