Microwave optoelectronics, joalokaha lebitso le bontša, ke mateano a litsela tsa microwave lelisebelisoa tsa optoelectronic.Maqhubu a microwave le maqhubu a khanya ke maqhubu a motlakase, 'me maqhubu a fapana ka boholo,' me likarolo le mahlale a ntlafalitsoeng masimong a bona a fapane haholo.Ka kopanelo, re ka sebelisa monyetla oa e mong le e mong, empa re ka fumana lits'ebetso tse ncha le litšobotsi tseo ho leng thata ho li hlokomela ka ho latellana.
Puisano ea mahloke mohlala o ka sehloohong oa motsoako oa li-microwave le li-photoelectrons.Lipuisano tsa pele tsa thelefono le thelefono, ho hlahisa, ho phatlalatsoa le ho amohela lipontšo, lisebelisoa tsohle tse sebelisoang ke microwave.Maqhubu a motlakase a tlase a sebelisoa qalong hobane sebaka sa maqhubu se nyane mme matla a kanale a phetiso a manyane.Tharollo ke ho eketsa makhetlo a mangata a lets'oao le fetisitsoeng, ho phahamisa maqhubu, lisebelisoa tse ngata tsa spectrum.Empa lets'oao le phahameng la maqhubu moeeng tahlehelo ea phatlalatso e kholo, empa hape ho bonolo ho thibeloa ke litšitiso.Haeba thapo e sebelisoa, tahlehelo ea mohala e kholo, 'me phetiso ea nako e telele ke bothata.Ho hlaha ha puisano ea fiber ea optical ke tharollo e ntle ea mathata ana.Optical fibere na le tahlehelo e tlase haholo ea phetisetso mme ke sejari se hloahloa sa ho fetisa matšoao libakeng tse telele.Maqhubu a maqhubu a khanya a maholo ho feta a li-microwave mme a ka fetisa likanale tse ngata tse fapaneng ka nako e le 'ngoe.Ka lebaka la melemo ena eaphetiso ea optical, puisano ea optical fiber e fetohile mokokotlo oa mokhoa oa kajeno oa ho fetisa boitsebiso.
Puisano ea Optical e na le nalane e telele, lipatlisiso le ts'ebeliso li pharalletse haholo ebile li holile, mona ha ho bolele ho feta.Pampiri ena haholo-holo e hlahisa litaba tse ncha tsa lipatlisiso tsa microwave optoelectronics lilemong tsa morao tjena ntle le puisano ea optical.Microwave Optoelectronics haholo-holo e sebelisa mekhoa le mahlale a lebaleng la optoelectronics joalo ka sejari ho ntlafatsa le ho fihlela ts'ebetso le ts'ebeliso eo ho leng thata ho e fihlela ka likarolo tsa setso tsa microwave.Ho latela pono ea ts'ebeliso, e kenyelletsa haholo lintlha tse tharo tse latelang.
Ea pele ke tšebeliso ea li-optoelectronics ho hlahisa li-microwave tse sebetsang hantle, tse fokolang lerata le tlaase, ho tloha X-band ho ea fihla sehlopheng sa THz.
Ea bobeli, ts'ebetso ea pontšo ea microwave.Ho kenyeletsoa tieho, ho sefa, phetolo ea khafetsa, ho amohela joalo-joalo.
Ea boraro, ho fetisoa ha matšoao a analoge.
Sehloohong sena, mongoli o kenyelletsa feela karolo ea pele, moloko oa pontšo ea microwave.Traditional microwave millimeter wave e hlahisoa haholo ke iii_V microelectronic components.Meeli ea eona e na le lintlha tse latelang: Ntlha ea pele, ho maqhubu a phahameng a kang 100GHz ka holimo, li-microelectronics tsa setso li ka hlahisa matla a fokolang le a fokolang, ho ea ho lets'oao le phahameng la THz, ha li khone ho etsa letho.Ea bobeli, e le ho fokotsa lerata la mohato le ho ntlafatsa botsitso ba maqhubu, sesebelisoa sa pele se hloka ho behoa sebakeng se tlaase haholo sa mocheso.Ntlha ea boraro, ho thata ho finyella mefuta e mengata ea phetoho ea frequency modulation frequency.Ho rarolla mathata ana, theknoloji ea optoelectronic e ka bapala karolo.Mekhoa e ka sehloohong e hlalositsoe ka tlase.
1. Ka maqhubu a fapaneng a maqhubu a mabeli a fapaneng a laser frequency, mochine oa photodetector o phahameng-frequency o sebelisoa ho fetola matšoao a microwave, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 1.
Setšoantšo sa 1. Sets'oants'o sa moralo oa li-microwave tse hlahisoang ke phapang ea makhetlo a mabelilisebelisoa tsa laser.
Melemo ea mokhoa ona ke sebopeho se bonolo, se ka hlahisa maqhubu a phahameng haholo a millimeter wave esita le lets'oao la maqhubu a THz, 'me ka ho fetola maqhubu a laser ho ka etsa mefuta e mengata ea phetoho ea maqhubu a potlakileng, ho fiela maqhubu.Phoso ke hore lerata la linewidth kapa karolo ea lerata la phapang ea maqhubu a lets'oao le hlahisoang ke matšoao a mabeli a sa amaneng a laser le batla le le leholo, 'me botsitso ba maqhubu ha bo phahame, haholo-holo haeba laser ea semiconductor e nang le molumo o monyenyane empa e le bophara bo boholo (~MHz) sebedisoa.Haeba litlhoko tsa bophahamo ba boima ba sistimi li se holimo, o ka sebelisa lerata le tlase (~ kHz) lasers solid-state,li-laser tsa fiber, sekoti sa ka ntlelisebelisoa tsa laser tsa semiconductor, joalo-joalo Ho phaella moo, mekhoa e 'meli e fapaneng ea lipontšo tsa laser e hlahisoang ka har'a sekoti se tšoanang sa laser e ka boela ea sebelisoa ho hlahisa maqhubu a phapang, e le hore ts'ebetso ea botsitso ba maqhubu a microwave e ntlafatsoe haholo.
2. E le ho rarolla bothata ba hore li-lasers tse peli ka mokhoa o fetileng ha li lumellane 'me lerata la lerata le hlahisitsoeng le leholo haholo, ho lumellana pakeng tsa li-lasers tse peli ho ka fumanoa ka mokhoa oa ho koala sekhahla sa ente kapa mohato o fosahetseng oa maikutlo. ho notlela potoloho.Setšoantšo sa 2 se bontša ts'ebeliso e tloaelehileng ea ho notlela ente ho hlahisa li-multiples tsa microwave (Setšoantšo sa 2).Ka ho kenya ka ho toba matšoao a phahameng a maqhubu a morao-rao ka laser ea semiconductor, kapa ka ho sebelisa modulator ea LinBO3-phase, lipontšo tse ngata tsa optical tsa maqhubu a fapaneng a nang le sebaka se lekanang sa maqhubu a ka hlahisoang, kapa li-combs tsa optical frequency.Ehlile, mokhoa o sebelisoang hangata oa ho fumana komporo ea maqhubu a spectrum spectrum ke ho sebelisa laser e notletsoeng.Lipontšo life kapa life tse peli tsa kama ka har'a komporo ea maqhubu a optical e hlahisoang li khethoa ka ho sefa le ho kenngoa ka har'a laser 1 le 2 ka ho latellana ho hlokomela khafetsa le ho notlela mohato ka ho latellana.Hobane karolo e lipakeng tsa mats'oao a fapaneng a comb ea "optical frequency comb" e batla e tsitsitse, e le hore karolo e lekanyelitsoeng lipakeng tsa lasers tse peli e tsitsitse, ebe ka mokhoa oa ho fapana ha maqhubu joalo ka ha ho hlalositsoe pejana, lets'oao la microwave ea makhetlo a mangata. sekhahla sa ho pheta-pheta ha sekhahla se ka fumanoa.
Setšoantšo sa 2. Sets'oants'o sa moralo oa lets'oao la microwave frequency habeli le hlahisoang ke ho notlela khafetsa ka ente.
Mokhoa o mong oa ho fokotsa lerata le lekanyelitsoeng la li-lasers tse peli ke ho sebelisa pono e mpe ea PLL, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 3.
Setšoantšo sa 3. Setšoantšo sa moralo oa OPL.
Molao-motheo oa optical PLL o tšoana le oa PLL tšimong ea lisebelisoa tsa elektronike.Phapang ea mekhahlelo ea li-lasers tse peli e fetoloa lets'oao la motlakase ke sesebelisoa sa foto (e lekanang le sesupa-mohato), ebe phapang ea mohato lipakeng tsa lasers tse peli e fumanoa ka ho etsa phapang ea maqhubu ka mohloli oa lets'oao la microwave, le ntseng le holisoa. le ho hloekisoa ebe ho khutlisetsoa yuniti ea taolo ea khafetsa ea e 'ngoe ea li-lasers (bakeng sa li-lasers tsa semiconductor, ke hona joale ente).Ka loop e joalo ea taolo e mpe, mokhahlelo o lekanyelitsoeng oa maqhubu lipakeng tsa mats'oao a mabeli a laser o notletsoe lets'oao la microwave.Joale letšoao le kopantsoeng la optical le ka fetisoa ka li-fiber tsa optical ho photodetector sebakeng se seng 'me la fetoloa letšoao la microwave.Lerata le hlahisoang la lets'oao la microwave le batla le ts'oana le la lets'oao la litšupiso ka har'a bandwidth ea lupu e notletsoeng e mpe ea maikutlo.Lerata la mohato ka ntle ho bandwidth le lekana le lerata la karolo e amanang le li-lasers tse peli tsa pele tse sa amaneng.
Ntle le moo, mohloli oa lets'oao la microwave le ona o ka fetoloa ke mehloli e meng ea mats'oao ka ho pheta-pheta habeli, frequency ea divisor, kapa ts'ebetso e 'ngoe ea frequency, e le hore lets'oao le tlase la microwave le ka fetisoa habeli, kapa la fetoleloa ho lipontšo tsa RF, THz tse phahameng haholo.
Ha ho bapisoa le ho notlela khafetsa ka ente ho ka fumana makhetlo a mabeli feela, li-loops tse notletsoeng ka mekhahlelo li fetoha habonolo, li ka hlahisa maqhubu a batlang a sa lebelloa, 'me ho hlakile hore li rarahane le ho feta.Ka mohlala, "optical frequency comb" e hlahisoang ke modulator ea photoelectric ho Setšoantšo sa 2 e sebelisoa e le mohloli oa leseli, 'me loop e notletsoeng ea optical phase-locked e sebelisetsoa ho notlela maqhubu a li-lasers tse peli ho lipontšo tse peli tsa optical comb, ebe e hlahisa. lipontšo tse phahameng tsa maqhubu ka maqhubu a phapang, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 4. f1 le f2 ke maqhubu a pontšo ea litšupiso tsa PLLS tse peli ka ho latellana, 'me pontšo ea microwave ea N * frep+f1+f2 e ka hlahisoa ke phapang pakeng tsa lasers tse peli.
Setšoantšo sa 4. Sets'oants'o sa moralo oa ho hlahisa maqhubu a sa tsitsang ho sebelisa li-combs tsa optical frequency le PLLS.
3. Sebelisa laser e notletsoeng ea pulse ho fetolela lets'oao la optical pulse hore e be lets'oao la microwave kaphotodetector.
Molemo o ka sehloohong oa mokhoa ona ke hore pontšo e nang le botsitso bo botle haholo ba maqhubu le lerata le tlaase haholo le ka fumanoa.Ka ho notlela maqhubu a laser sebakeng se tsitsitseng sa atomic le molecular transition spectrum, kapa sebaka se tsitsitseng sa optical, le ts'ebeliso ea phetisetso ea maqhubu a maqhubu a phetisetso ea maqhubu le mahlale a mang, re ka fumana lets'oao le tsitsitseng la pulse la optical. lebelo le tsitsitseng haholo la ho pheta-pheta, e le ho fumana lets'oao la microwave le lerata le tlase haholo.Setšoantšo sa 5.
Setšoantšo sa 5. Papiso ea lerata la mekhahlelo e amanang le mehloli e fapaneng ea lipontšo.
Leha ho le joalo, hobane sekhahla sa ho pheta-pheta ha sekhahla se lekana ka tsela e fapaneng le bolelele ba sekoti sa laser, 'me laser ea setso e notletsoeng e kholo, ho thata ho fumana matšoao a phahameng a maqhubu a microwave ka kotloloho.Ntle le moo, boholo, boima ba 'mele le tšebeliso ea matla ea li-laser tsa setso tsa pulsed lasers, hammoho le litlhoko tse thata tsa tikoloho, li fokotsa lits'ebetso tsa bona tsa laboratori.Ho hlola mathata ana, liphuputso li sa tsoa qala United States le Jeremane li sebelisa litlamorao tse sa thekeseleng ho hlahisa li-combs tsa optical tse tsitsitseng khafetsa ka likheo tse nyane haholo, tsa boleng bo holimo tsa chirp optical cavities, tseo le tsona li hlahisang mats'oao a microwave a maqhubu a tlase a lerata.
4. opto electronic oscillator, Setšoantšo sa 6.
Setšoantšo sa 6. Setšoantšo sa moralo oa photoelectric e kopantsoeng le oscillator.
E 'ngoe ea mekhoa e tloaelehileng ea ho hlahisa li-microwaves kapa lasers ke ho sebelisa "self-feedback closed loop", ha feela phaello ea loop e koetsoeng e le khōlō ho feta tahlehelo, oscillation ea boithati e ka hlahisa li-microwave kapa lasers.Ha ntlha ea boleng ba Q ea loop e koetsoeng e le holimo, e tla fokotsa sekhahla sa mats'oao a hlahisoang kapa lerata la maqhubu.E le ho eketsa ntlha ea boleng ba loop, tsela e tobileng ke ho eketsa bolelele ba loop le ho fokotsa tahlehelo ea ho phatlalatsa.Leha ho le joalo, loop e telele hangata e ka ts'ehetsa tlhahiso ea mekhoa e mengata ea ho sisinyeha, 'me haeba filthara e moqotetsane e eketsoa, ho ka fumanoa lets'oao le le leng la maqhubu a tlase a lerata la microwave oscillation.Photoelectric coupled oscillator ke mohloli oa lets'oao la microwave o ipapisitseng le mohopolo ona, o sebelisa ka botlalo litšobotsi tsa tahlehelo ea faeba e tlase, e sebelisa fiber e telele ho ntlafatsa boleng ba loop Q, e ka hlahisa lets'oao la microwave le lerata le tlase haholo.Ho tloha ha mokhoa ona o ne o reriloe lilemong tsa bo-1990, mofuta ona oa oscillator o fumane lipatlisiso tse pharaletseng le tsoelo-pele e kholo, 'me hona joale ho na le li-oscillator tsa khoebo tsa photoelectric.Haufinyane tjena, li-oscillator tsa photoelectric tseo maqhubu a tsona a ka fetoloang ho feta mefuta e mengata li entsoe.Bothata bo ka sehloohong ba mehloli ea matšoao a microwave e thehiloeng mohahong ona ke hore loop e telele, 'me lerata la phallo ea eona ea mahala (FSR) le makhetlo a mabeli a eona a tla eketseha haholo.Ho phaella moo, likarolo tsa photoelectric tse sebelisoang li ngata, litšenyehelo li phahame, ho thata ho fokotsa molumo, 'me fiber e telele e na le bothata ba ho senya tikoloho.
Lintlha tse ka holimo li kenyelletsa mekhoa e 'maloa ea tlhahiso ea photoelectron ea lipontšo tsa microwave, hammoho le melemo le melemo ea tsona.Qetellong, ts'ebeliso ea li-photoelectrons ho hlahisa microwave e na le molemo o mong ke hore lets'oao la optical le ka ajoa ka fiber ea optical ka tahlehelo e tlase haholo, phetiso ea sebaka se selelele ho terminal e 'ngoe le e' ngoe ea tšebeliso ebe e fetoloa lipontšo tsa microwave, le bokhoni ba ho hanela motlakase. tšitiso e ntlafetse haholo ho feta likarolo tse tloaelehileng tsa elektroniki.
Ho ngoloa ha sehlooho sena ke haholo-holo bakeng sa litšupiso, 'me ho kopantsoe le phihlelo ea mongoli oa lipatlisiso le phihlelo lefapheng lena, ho na le mefokolo le ho se utloisisehe, ka kopo utloisisa.
Nako ea poso: Jan-03-2024