Optoelectronics micreathonnach, mar a thugann an t -ainm le fios, is é crosbhealach micreathonn agusoptoelectronics. Is tonnta leictreamaighnéadacha iad micreathonnta agus tonnta éadroma, agus is iomaí orduithe iad na minicíochtaí, agus tá na comhpháirteanna agus na teicneolaíochtaí a forbraíodh ina réimsí faoi seach an -difriúil. I dteannta a chéile, is féidir linn leas a bhaint as a chéile, ach is féidir linn iarratais agus tréithe nua a fháil atá deacair a bhaint amach faoi seach.
Cumarsáid optúilIs sampla iontach é den teaglaim de mhicreathonnta agus de fhótaileictrí. D'úsáid Cumarsáid Luath -Teileafóin agus Telegraph gan sreang, giniúint, iomadú agus fáiltiú comharthaí, feistí micreathonnach go léir. Úsáidtear tonnta leictreamaighnéadacha minicíochta íseal ar dtús toisc go bhfuil an raon minicíochta beag agus go bhfuil an cumas cainéal le haghaidh tarchuir beag. Is é an réiteach ná minicíocht an chomhartha tarchurtha a mhéadú, dá airde an mhinicíocht, na hacmhainní speictrim níos mó. Ach tá an comhartha ardmhinicíochta sa chaillteanas iomadú aeir mór, ach is furasta constaicí a chosc. Má úsáidtear an cábla, tá cailliúint an chábla mór, agus is fadhb é tarchur fad-achair. Is réiteach maith ar na fadhbanna seo é teacht chun cinn na cumarsáide snáithín optúil.Snáithín optúilTá caillteanas tarchuir an -íseal aige agus is iompróir den scoth é chun comharthaí a tharchur thar achair fhada. Tá raon minicíochta na dtonnta solais i bhfad níos mó ná raon micreathonnta agus is féidir leo go leor bealaí éagsúla a tharchur ag an am céanna. Mar gheall ar na buntáistí seo detarchur optúil, Tá cumarsáid snáithín optúil anois mar chnámh droma tarchur faisnéise an lae inniu.
Tá stair fhada ag cumarsáid optúil, tá taighde agus cur i bhfeidhm an -fhairsing agus aibí, níl níos mó le rá anseo. Tugann an páipéar seo an t -ábhar taighde nua a bhaineann le optoelectronics micreathonnach isteach den chuid is mó le blianta beaga anuas seachas cumarsáid optúil. Baineann optoelectronics micreathonnach úsáid as na modhanna agus na teicneolaíochtaí go príomha i réimse na n -optoelectronics mar an t -iompróir chun an fheidhmíocht agus an feidhmíocht atá deacair a bhaint amach a fheabhsú agus a bhaint amach le comhpháirteanna leictreonacha micreathonn traidisiúnta. Ó thaobh an iarratais de, tá na trí ghné seo a leanas san áireamh go príomha.
Is é an chéad cheann ná úsáid optoelectronics chun comharthaí ardfheidhmíochta, micreathonnach íseal-torainn a ghiniúint, ón mbanna X go léir go dtí an banna THz.
Ar an dara dul síos, próiseáil comhartha micreathonnach. Lena n -áirítear moill, scagadh, tiontú minicíochta, fáil agus mar sin de.
Ar an tríú dul síos, tarchur comharthaí aschuir.
San Airteagal seo, ní thugann an t -údar an chéad chuid isteach ach, giniúint comhartha micreathonn. Gintear an tonn milliméadar micreathonn traidisiúnta go príomha le comhpháirteanna micrileictreacha III_V. Tá na pointí seo a leanas ag a theorainneacha: ar dtús, go minicíochtaí arda amhail 100GHz thuas, is féidir le micrileictreonaic thraidisiúnta cumhacht níos lú agus níos lú a tháirgeadh, go dtí an comhartha THz minicíochta níos airde, is féidir leo rud ar bith a dhéanamh. Ar an dara dul síos, chun torann na céime a laghdú agus chun cobhsaíocht minicíochta a fheabhsú, ní mór an gléas bunaidh a chur i dtimpeallacht an -íseal teochta. Ar an tríú dul síos, tá sé deacair raon leathan de chomhshó minicíochta modhnaithe minicíochta a bhaint amach. Chun na fadhbanna seo a réiteach, is féidir le teicneolaíocht optoelectronic ról a imirt. Déantar cur síos thíos ar na príomh -mhodhanna.
1. Tríd an difríocht de dhá chomhartha léasair minicíochta éagsúla, úsáidtear fóta-mhinicíocht ardmhinicíochta chun comharthaí micreathonn a thiontú, mar a thaispeántar i bhFigiúr 1.
Figiúr 1. Léaráid sceidealta de mhicreathonnta a ghintear trí mhinicíocht dhifriúil dhá cheannléasair.
Is iad na buntáistí a bhaineann leis an modh seo ná struchtúr simplí, is féidir leo tonn milliméadar an -ard a ghiniúint agus fiú comhartha minicíochta THz, agus trí mhinicíocht an léasair a choigeartú is féidir raon mór tiontaithe minicíochta tapa a dhéanamh, minicíocht scuabtha. Is é an míbhuntáiste ná go bhfuil an torann líne nó an torann céim den chomhartha minicíochta difríochta a ghintear le dhá chomhartha léasair neamhghaolmhara sách mór, agus nach bhfuil an chobhsaíocht minicíochta ard, go háirithe má úsáidtear léasair leathsheoltóra le toirt bheag ach líne mhór (~ MHz). Mura bhfuil na riachtanais maidir le méid meáchain an chórais ard, is féidir leat léasair solad-stáit torainn íseal (~ kHz) a úsáid,Léasair Snáithín, cuas seachtrachléasair leathsheoltóra.
D'fhonn an fhadhb a réiteach go bhfuil an dá léasair sa mhodh roimhe seo neamhleanúnach agus go bhfuil torann na céime comhartha a ghintear ró -mhór, is féidir an comhleanúnachas idir an dá léasair a fháil tríd an modh glasála céimnithe minicíochta minicíochta nó an ciorcad glais céimnithe diúltach. Taispeánann Figiúr 2 cur i bhfeidhm tipiciúil de ghlasáil insteallta chun iolraithe micreathonn a ghiniúint (Figiúr 2). Trí chomharthaí reatha ardmhinicíochta a instealladh go díreach i léasair leathsheoltóra, nó trí mhodhnú Linbo3-chéim a úsáid, is féidir comharthaí il-optúla de mhinicíochtaí difriúla le spásáil minicíochta chomhionann a ghiniúint, nó cíora minicíochta optúla. Ar ndóigh, is é an modh a úsáidtear go coitianta chun cíor minicíochta optúil speictrim leathan a fháil ná léasair atá faoi ghlas mód a úsáid. Roghnaítear aon dá chomhartha cíor sa chíor minicíochta optúil ginte trí scagadh agus instealladh isteach i léasar 1 agus 2 faoi seach chun minicíocht agus glasáil chéim a bhaint amach faoi seach. Toisc go bhfuil an chéim idir na comharthaí éagsúla cíor den chíor minicíochta optúil réasúnta seasmhach, ionas go mbeidh an chéim choibhneasta idir an dá léasair cobhsaí, agus ansin leis an modh minicíochta difríochta mar a thuairiscítear roimhe seo, is féidir an comhartha micreathonn minicíochta il-huaire den ráta athrá optúil a fháil.
Figiúr.
Bealach eile chun torann na céime coibhneasta den dá léasair a laghdú ná PLL optúil aiseolais diúltach a úsáid, mar a thaispeántar i bhFíor 3.
Figiúr 3. Léaráid sceidealta de OPL.
Tá prionsabal an PLL optúil cosúil le prionsabal PLL i réimse na leictreonaice. Déantar an difríocht chéim den dá léasair a thiontú ina chomhartha leictreach ag fóta -fhóta -orlach (atá comhionann le brathadóir céim), agus ansin faightear an difríocht céime idir an dá léasair trí mhinicíocht dhifriúil a dhéanamh le foinse comhartha micreathonnach tagartha, a mhéadaítear agus a scagadh agus a chothaítear ansin ar ais chuig an aonad rialaithe minicíochta de cheann de na Lasers (do LASESS do LASERSTES). Trí lúb rialaithe aiseolais diúltach den sórt sin, tá an chéim minicíochta coibhneasta idir an dá chomhartha léasair faoi ghlas leis an gcomhartha micreathonn tagartha. Is féidir an comhartha optúil comhcheangailte a tharchur ansin trí shnáithíní optúla chuig Photodetector in áiteanna eile agus é a thiontú ina chomhartha micreathonnach. Tá torann na céime mar thoradh ar an gcomhartha micreathonn beagnach mar an gcéanna leis an torann tagartha laistigh de bhandaleithead na lúibe aiseolais diúltach faoi ghlas. Tá an torann céim lasmuigh den bhandaleithead cothrom le torann na céime coibhneasta sa dá léasair neamhghaolmhar bhunaidh.
Ina theannta sin, is féidir an fhoinse chomharthaíochta micreathonnach tagartha a thiontú trí fhoinsí comhartha eile trí dhúbailt minicíochta, minicíocht deighilteora, nó próiseáil minicíochta eile, ionas gur féidir an comhartha micreathonnach minicíochta níos ísle a bheith ilghnéitheach, nó a thiontú go comharthaí ardmhinicíochta RF, THz.
I gcomparáid le minicíocht insteallta ní féidir le glasáil ach dúbailt minicíochta a fháil, tá lúba atá faoi ghlas céim níos solúbtha, is féidir leo minicíochtaí beagnach treallach a tháirgeadh, agus ar ndóigh níos casta. Mar shampla, úsáidtear an CBT minicíochta optúil a ghineann an modhulaitheoir fótaileictreach i bhFigiúr 2 mar fhoinse solais, agus úsáidtear an lúb optúil faoi ghlas chun minicíocht an dá léasair a ghlasáil go roghnach chuig an dá chomhartha cíor optúla, agus ansin gineann siad comharthaí ardmhinicíochta trí chomharthaíocht Difríochta, mar a thaispeántar i Figiúr. Is féidir N*FREP+F1+F2 a ghiniúint leis an minicíocht difríochta idir an dá léasair.
Figiúr 4. Léaráid sceidealta maidir le minicíochtaí treallacha a ghiniúint ag baint úsáide as cíora minicíochta optúla agus PLLanna.
3. Úsáid léasair cuisle faoi ghlas mód chun comhartha cuisle optúil a thiontú ina chomhartha micreathonnach trífóta -mheastóir.
Is é an buntáiste is mó a bhaineann leis an modh seo ná gur féidir comhartha le cobhsaíocht minicíochta an -mhaith agus torann an -íseal a fháil. Trí mhinicíocht an léasair a ghlasáil go speictream trasdula adamhach agus móilíneach an-chobhsaí, nó cuas optúil an-chobhsaí, agus úsáid a bhaint as athrú minicíochta minicíochta minicíochta agus teicneolaíochtaí eile, is féidir linn comhartha cuisle optúil an-chobhsaí a fháil le minicíocht athdhéanta an-chobhsaí, mar sin chun comhartha micreathonn a fháil. Fíor 5.
Figiúr 5. Comparáid idir torann na céime coibhneasta foinsí éagsúla comharthaí.
Mar sin féin, toisc go bhfuil an ráta athrá na bíge comhréireach go contrártha le fad cuas an léasair, agus tá an léasair thraidisiúnta faoi ghlas mór, tá sé deacair comharthaí micreathonnach ardmhinicíochta a fháil go díreach. Ina theannta sin, cuireann méid, meáchan agus tomhaltas fuinnimh léasair thraidisiúnta pulsed, chomh maith leis na riachtanais chomhshaoil chrua, teorainn lena n -iarratais saotharlainne den chuid is mó. Chun na deacrachtaí seo a shárú, tá tús curtha le taighde le déanaí sna Stáit Aontaithe agus sa Ghearmáin ag baint úsáide as éifeachtaí neamhlíneach chun cíosanna optúla cobhsaí minicíochta a ghiniúint i gcuasa optúla an-bheag, ardcháilíochta chirp, a ghineann comharthaí micreathonnach íseal-torainn ísealmhinicíochta.
4. Oscilor Leictreonach Opto, Figiúr 6.
Figiúr 6. Léaráid sceidealta de oscillator fótaileictreach cúpláilte.
Ceann de na modhanna traidisiúnta chun micreathonnta nó léasair a ghiniúint ná lúb dúnta féin-aiseolais a úsáid, fad is a bhíonn an gnóthachan sa lúb dúnta níos mó ná an caillteanas, is féidir leis an ascalaithe féin-excited micreathonnta nó léasair a tháirgeadh. Dá airde an fachtóir cáilíochta Q den lúb dúnta, is ea is lú an chéim comhartha ginte nó an torann minicíochta. D'fhonn fachtóir cáilíochta na lúibe a mhéadú, is é an bealach díreach ná fad na lúibe a mhéadú agus an caillteanas iomadú a íoslaghdú. Mar sin féin, is iondúil gur féidir le lúb níos faide tacú le giniúint ilmhodhanna ascalaithe, agus má chuirtear scagaire caol-bhandaleithead leis, is féidir comhartha ascalaithe micreathonnach ísealmhinicíochta a fháil. Is foinse comhartha micreathonnach é an t -oscillator fótaileictreach atá bunaithe ar an smaoineamh seo, is féidir úsáid iomlán a bhaint as tréithe caillteanais íseal an tsnáithín, ag baint úsáide as snáithín níos faide chun an luach lúibe Q a fheabhsú, is féidir comhartha micreathonn a tháirgeadh le torann an -íseal. Ós rud é gur moladh an modh sna 1990í, tá taighde fairsing agus forbairt shuntasach faighte ag an gcineál seo oscillator, agus faoi láthair tá oscillators fótaileictreach tráchtála ann. Le déanaí, forbraíodh oscillators fhótaileictreacha a bhféadfar a gcuid minicíochtaí a choigeartú thar raon leathan. Is í an phríomhfhadhb a bhaineann le foinsí comhartha micreathonnach bunaithe ar an ailtireacht seo ná go bhfuil an lúb fada, agus go méadófar go mór an torann ina shreabhadh saor (FSR) agus a mhinicíocht dhúbailte. Ina theannta sin, tá na comhpháirteanna fótaileictreacha a úsáidtear níos mó, tá an costas ard, tá an toirt deacair a laghdú, agus tá an snáithín níos faide níos íogaire do shuaitheadh comhshaoil.
Tugann an méid thuas isteach go hachomair roinnt modhanna a bhaineann le giniúint fhótaileictreach de chomharthaí micreathonnach, chomh maith lena mbuntáistí agus a míbhuntáistí. Mar fhocal scoir, tá buntáiste eile ag baint le húsáid fótaileictreach chun micreathonn a tháirgeadh, is féidir an comhartha optúil a dháileadh tríd an snáithín optúil le tarchur an-íseal, tarchur fad-achair do gach teirminéal úsáide agus ansin é a thiontú ina chomharthaí micreathonnach, agus cuirtear feabhas suntasach ar an gcumas chun cur isteach ar chur isteach leictreamaighnéadach ná comhpháirteanna leictreonacha traidisiúnta.
Is le haghaidh tagartha den chuid is mó atá i gceist le scríobh an ailt seo, agus in éineacht le taithí agus taithí taighde an údair féin sa réimse seo, tá míchruinneas agus neamhthuiscint ann, le do thoil.
Am Post: Jan-03-2024