Optoelectronics micreathoinne, mar a thugann an t-ainm le fios, is é an áit a dtrasnaíonn micreathonn agusoptoelectronics.Is tonnta leictreamaighnéadacha iad micreathonnta agus tonnta solais, agus tá na minicíochtaí go leor orduithe méide difriúil, agus tá na comhpháirteanna agus na teicneolaíochtaí a fhorbraítear ina réimsí faoi seach an-difriúil.I dteannta a chéile, is féidir linn leas a bhaint as a chéile, ach is féidir linn feidhmchláir agus tréithe nua a fháil atá deacair a bhaint amach faoi seach.
Cumarsáid optúilis sampla iontach é den mheascán de mhicreathonnta agus fótaleictreon.Luathchumarsáid gan sreang teileafóin agus teileagraif, giniúint, iomadú agus fáiltiú comharthaí, gléasanna micreathonnacha a úsáidtear go léir.Úsáidtear tonnta leictreamaighnéadacha minicíochta íseal ar dtús toisc go bhfuil an raon minicíochta beag agus go bhfuil an cumas cainéil le haghaidh tarchur beag.Is é an réiteach ná minicíocht an chomhartha tarchurtha a mhéadú, is airde an minicíocht, is mó acmhainní speictrim.Ach tá an comhartha ardmhinicíochta sa chaillteanas iomadú aeir mór, ach freisin éasca le bacainní a chosc.Má úsáidtear an cábla, tá caillteanas an chábla mór, agus is fadhb é tarchur fad-achair.Is réiteach maith ar na fadhbanna seo é teacht chun cinn cumarsáide snáithíní optúla.Snáithín optúiltá caillteanas tarchurtha 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 na micreathonnta agus is féidir leo go leor bealaí éagsúla a tharchur ag an am céanna.Mar gheall ar na buntáistí seo a bhaineann letarchur optúil, tá cumarsáid snáithíní optúla tagtha chun bheith ina cnámh droma do tharchur faisnéise an lae inniu.
Tá stair fhada ag cumarsáid optúil, tá taighde agus cur i bhfeidhm an-fhairsing agus aibí, níl anseo le rá níos mó.Tugann an páipéar seo isteach go príomha ábhar taighde nua optoelectronics micreathonn le blianta beaga anuas seachas cumarsáid optúil.Úsáideann optoelectronics micreathonn go príomha na modhanna agus na teicneolaíochtaí i réimse na optoelectronics mar iompróir chun an fheidhmíocht agus an t-iarratas atá deacair a bhaint amach le comhpháirteanna leictreonacha traidisiúnta micreathonn a fheabhsú agus a bhaint amach.Ó thaobh an iarratais, cuimsíonn sé na trí ghné seo a leanas go príomha.
Is é an chéad cheann ná úsáid a bhaint as optoelectronics chun comharthaí micreathonn ardfheidhmíochta, íseal-torainn a ghiniúint, ón X-bhanna an bealach ar fad go dtí an banna THz.
Dara, próiseáil comhartha micreathonn.Lena n-áirítear moill, scagadh, comhshó minicíochta, fáil agus mar sin de.
Sa tríú háit, tarchur comharthaí analógacha.
San Airteagal seo, ní thugann an t-údar isteach ach an chéad chuid, giniúint comhartha micreathonn.Gintear tonn milliméadar micreathonn traidisiúnta go príomha ag comhpháirteanna micrileictreonacha iii_V.Tá na pointí seo a leanas ag a theorainneacha: Gcéad dul síos, go minicíochtaí arda mar 100GHz thuas, is féidir le micrileictreonaic traidisiúnta níos lú agus níos lú cumhachta a tháirgeadh, go dtí an comhartha THz minicíocht níos airde, ní féidir leo aon rud a dhéanamh.Sa dara háit, d'fhonn torann céim a laghdú agus cobhsaíocht minicíochta a fheabhsú, is gá an gléas bunaidh a chur i dtimpeallacht teocht an-íseal.Sa tríú háit, tá sé deacair raon leathan de chomhshó minicíochta modhnú minicíochta a bhaint amach.Chun na fadhbanna seo a réiteach, is féidir ról a bheith ag teicneolaíocht optoelectronic.Déantar cur síos ar na príomh-mhodhanna thíos.
1. Trí mhinicíocht difríochta dhá chomhartha léasair minicíochta éagsúla, úsáidtear photodetector ard-minicíochta chun comharthaí micreathonn a thiontú, mar a thaispeántar i bhFíor 1.
Fíor 1. Léaráid scéimreach de mhicreathonnta a ghintear trí mhinicíocht difríochta dhá cheannléasair.
Is iad na buntáistí a bhaineann leis an modh seo ná struchtúr simplí, is féidir leis an tonn milliméadar ard-minicíochta agus fiú comhartha minicíochta THz a ghiniúint, agus trí mhinicíocht an léasair a choigeartú is féidir raon mór de chomhshó minicíochta tapa, minicíocht scuabtha a dhéanamh.Is é an míbhuntáiste ná go bhfuil torann líneála nó céim na comhartha minicíochta difríochta a ghineann dhá chomhartha léasair neamhghaolmhara sách mór, agus nach bhfuil an cobhsaíocht minicíochta ard, go háirithe má tá léasair leathsheoltóra le toirt beag ach líneáil mór (~MHz) úsáidtear.Mura bhfuil riachtanais toirte meáchain an chórais ard, is féidir leat léasair soladstaide torann íseal (~ kHz) a úsáid,léasair snáithíní, cuas seachtrachléasair leathsheoltóra, etc Ina theannta sin, is féidir dhá mhodh difriúil de chomharthaí léasair a ghintear sa chuas léasair céanna a úsáid freisin chun minicíocht difríochta a ghiniúint, ionas go bhfeabhsaítear feidhmíocht chobhsaíochta minicíochta micreathonn go mór.
2. Chun an fhadhb a réiteach go bhfuil an dá léasair sa mhodh roimhe seo neamhchomhleanúnach agus go bhfuil an torann céim comhartha a ghintear ró-mhór, is féidir an comhleanúnachas idir an dá léasair a fháil trí mhodh glasála céim glasála minicíochta insteallta nó an chéim aiseolais diúltach. ciorcad glasála.Taispeánann Figiúr 2 feidhmchlár tipiciúil de ghlasáil insteallta chun iolraithe micreathonn a ghiniúint (Fíor 2).Trí chomharthaí reatha ardmhinicíochta a instealladh go díreach isteach i léasair leathsheoltóra, nó trí úsáid a bhaint as modulator céim LinBO3, is féidir comharthaí optúla iolracha de mhinicíochtaí éagsúla le spásáil minicíochta comhionann a ghiniúint, nó cíora minicíochta optúla.Ar ndóigh, is é an modh a úsáidtear go coitianta chun cíor minicíochta optúla speictrim leathan a fháil ná léasair modh-ghlasáilte a úsáid.Roghnaítear aon dhá chomhartha cíor sa chíor minicíochta optúla ginte trí scagadh agus instealladh isteach i léasair 1 agus 2 faoi seach chun minicíocht agus glasáil chéim faoi seach a bhaint amach.Toisc go bhfuil an chéim idir na comharthaí cíor éagsúla den chíor minicíochta optúla sách cobhsaí, ionas go mbeidh an chéim choibhneasta idir an dá léasair cobhsaí, agus ansin de réir an mhodhanna minicíochta difríochta mar a thuairiscítear roimhe seo, comhartha micreathonn minicíochta ilfhillte an is féidir ráta athrá cíor minicíochta optúla a fháil.
Fíor 2. Léaráid scéimreach de chomhartha dúbailt minicíochta micreathonn a ghintear trí ghlasáil minicíochta insteallta.
Bealach eile chun torann céim choibhneasta an dá léasair a laghdú ná PLL aiseolais diúltach optúil a úsáid, mar a thaispeántar i bhFíor 3.
Fíor 3. Léaráid scéimreach de OPL.
Tá prionsabal an PLL optúil cosúil le prionsabal PLL i réimse na leictreonaice.Déantar difríocht chéim an dá léasair a thiontú go comhartha leictreach ag photodetector (comhionann le brathadóir céim), agus ansin faightear an difríocht chéim idir an dá léasair trí mhinicíocht difríochta a dhéanamh le foinse comhartha micreathonn tagartha, atá amplified. agus scagtha agus ansin é a thabhairt ar ais chuig an aonad rialaithe minicíochta ar cheann de na léasair (le haghaidh léasair leathsheoltóra, is é an sruth insteallta é).Trí lúb rialaithe aiseolais diúltach den sórt sin, tá an chéim minicíochta coibhneasta idir an dá chomhartha léasair faoi ghlas ar an comhartha micreathonn tagartha.Is féidir an comhartha optúil comhcheangailte a tharchur trí snáithíní optúla chuig fóta-bhrathadóir áit eile agus é a thiontú ina chomhartha micreathonn.Tá torann na céime mar thoradh ar an comhartha micreathonn beagnach mar an gcéanna leis an comhartha tagartha laistigh de bandaleithead an lúb aiseolais diúltach céim-ghlas.Tá an torann céim lasmuigh den bandaleithead comhionann le torann céim choibhneasta an dá léasair bunaidh neamhghaolmhara.
Ina theannta sin, is féidir an fhoinse comhartha micreathonn tagartha a thiontú freisin ag foinsí comhartha eile trí dhúbailt minicíochta, minicíocht roinnteora, nó próiseáil minicíochta eile, ionas gur féidir an comhartha micreathonn minicíochta níos ísle a iomadú, nó a thiontú go comharthaí RF, THz ard-minicíochta.
I gcomparáid le glasáil minicíochta insteallta ní féidir ach dúbailt minicíochta a fháil, tá lúba céim-ghlas níos solúbtha, is féidir leo minicíochtaí beagnach treallach a tháirgeadh, agus ar ndóigh níos casta.Mar shampla, úsáidtear an cíor minicíochta optúla a ghineann an modulator fhótaileictreach i bhFíor 2 mar an fhoinse solais, agus úsáidtear an lúb optúil céim-ghlasála chun minicíocht an dá léasair a ghlasáil go roghnach chuig an dá chomhartha cíor optúla, agus ansin giniúint. comharthaí ard-minicíochta tríd an minicíocht difríochta, mar a thaispeántar i bhFíor 4. Is iad f1 agus f2 minicíochtaí comhartha tagartha an dá PLLS faoi seach, agus is féidir comhartha micreathonn de N*frep+f1+f2 a ghiniúint leis an minicíocht difríochta idir an dhá léasair.
Fíor 4. Léaráid scéimreach de mhinicíochtaí treallach a ghiniúint ag baint úsáide as cíora minicíochta optúla agus PLLS.
3. Bain úsáid as léasair cuisle modh-ghlas chun comhartha cuisle optúla a thiontú ina chomhartha micreathonnbrathadóir grianghraf.
Is é príomhbhuntáiste an mhodha seo gur féidir comhartha le cobhsaíocht minicíochta an-mhaith agus torann céim an-íseal a fháil.Trí mhinicíocht an léasair a ghlasáil go dtí speictream aistrithe adamhach agus mhóilíneach an-chobhsaí, nó cuas optúil an-chobhsaí, agus úsáid a bhaint as athrú minicíochta córas díothaithe minicíochta féin-dhúbailt agus teicneolaíochtaí eile, is féidir linn comhartha cuisle optúil an-chobhsaí a fháil le minicíocht athrá an-chobhsaí, ionas go bhfaighidh tú comhartha micreathonn le torann céim ultra-íseal.Fíor 5 .
Fíor 5. Comparáid idir torann céim choibhneasta foinsí comhartha éagsúla.
Mar sin féin, toisc go bhfuil an ráta athrá cuisle comhréireach go contrártha le fad cuas an léasair, agus go bhfuil an léasair modh-ghlas traidisiúnta mór, tá sé deacair comharthaí micreathonn ardmhinicíochta a fháil go díreach.Ina theannta sin, cuireann méid, meáchan agus tomhaltas fuinnimh na léasair pulsed traidisiúnta, chomh maith leis na ceanglais chomhshaoil déine, teorainn lena n-iarratas saotharlainne go príomha.Chun na deacrachtaí seo a shárú, tá tús curtha le taighde le déanaí sna Stáit Aontaithe agus sa Ghearmáin ag baint úsáide as éifeachtaí neamhlíneacha chun cíora optúla minicíocht-cobhsaí a ghiniúint i gcuasanna optúla modh chirp an-bheag, ardcháilíochta, rud a ghineann comharthaí micreathonn ard-minicíochta íseal-torainn.
4. opto electronic oscillator, Fíor 6.
Fíor 6. Léaráid scéimreach d'oscillator cúpláilte fótaileictreach.
Is é ceann de na modhanna traidisiúnta chun micreathonnta nó léasair a ghiniúint ná lúb dúnta féin-aiseolais a úsáid, chomh fada agus 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 lú an chéim chomhartha a ghintear nó an torann minicíochta.D'fhonn fachtóir cáilíochta an lúb a mhéadú, is é an bealach díreach ná fad an lúb a mhéadú agus an caillteanas iomadú a íoslaghdú.Mar sin féin, de ghnáth is féidir le lúb níos faide tacú le giniúint modhanna iolracha ascalaithe, agus má chuirtear scagaire caol-bandaleithead leis, is féidir comhartha ascalaithe micreathonn íseal-torainn aon-minicíochta a fháil.Is foinse comhartha micreathonn é oscillator cúpláilte fhótaileictreach bunaithe ar an smaoineamh seo, déanann sé úsáid iomlán a bhaint as tréithe caillteanas iomadú íseal an tsnáithín, ag baint úsáide as snáithín níos faide chun luach lúb Q a fheabhsú, is féidir comhartha micreathonn a tháirgeadh le torann céim an-íseal.Ó mholtar an modh sna 1990í, tá taighde fairsing agus forbairt shuntasach faighte ag an gcineál oscillator seo, agus faoi láthair tá oscillators cúplála fótaileictreach tráchtála.Le déanaí, forbraíodh ascaltóirí fótaileictreacha ar féidir a gcuid minicíochtaí a choigeartú thar raon leathan.Is í an fhadhb is mó a bhaineann le foinsí comhartha micreathonn atá bunaithe ar an ailtireacht seo ná go bhfuil an lúb fada, agus déanfar an torann ina shaorshreabhadh (FSR) agus a minicíocht dhúbailte a mhéadú go suntasach.Ina theannta sin, tá na comhpháirteanna fhótaileictreach a úsáidtear níos mó, tá an costas ard, is deacair an toirt a laghdú, agus tá an snáithín níos faide níos íogaire do shuaitheadh comhshaoil.
Tugann an méid thuas isteach go hachomair roinnt modhanna de ghiniúint photoelectron comharthaí micreathonn, chomh maith lena buntáistí agus na míbhuntáistí.Mar fhocal scoir, tá buntáiste eile ag baint le húsáid photoelectrons chun micreathonn a tháirgeadh ná gur féidir an comhartha optúil a dháileadh tríd an snáithín optúil le caillteanas an-íseal, tarchur fad-achair chuig gach críochfort úsáide agus ansin é a thiontú go comharthaí micreathonn, agus an cumas chun seasamh in aghaidh leictreamaighnéadach. tá an cur isteach feabhsaithe go mór ná na comhpháirteanna leictreonacha traidisiúnta.
Is le haghaidh tagartha go príomha a scríobh an t-alt seo, agus in éineacht le taithí taighde agus taithí an údair féin sa réimse seo, tá míchruinneas agus neamhthuiscint ann, le do thoil a thuiscint.
Am postála: Jan-03-2024