ចុងក្រោយបង្អស់ម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកសមាមាត្រការផុតពូជខ្ពស់ជ្រុល
ម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកនៅលើបន្ទះឈីប (ផ្អែកលើស៊ីលីកុន ទ្រីឃ្វីនអ៊ីត លីចូម នីអូបេត ខ្សែភាពយន្តស្តើង។ ថ្មីៗនេះ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនៅមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវរួមគ្នាមួយសម្រាប់ Fiber Optic Sensing នៅសាកលវិទ្យាល័យមួយរបស់ប្រទេសចិន បានបង្កើតរបកគំហើញដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងវិស័យនៃម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកដែលមានសមាមាត្រការផុតពូជខ្ពស់បំផុតនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន។ ដោយផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធតម្រងអុបទិកលំដាប់ខ្ពស់ស៊ីលីកុននៅលើបន្ទះឈីបម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកជាមួយនឹងសមាមាត្រផុតពូជរហូតដល់ 68 dB ត្រូវបានគេដឹងជាលើកដំបូង។ ទំហំ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលគឺជាការបញ្ជាពីរនៃរ៉ិចទ័រតូចជាងប្រភេទប្រពៃណីម៉ូឌុល AOMហើយលទ្ធភាពនៃកម្មវិធីរបស់ឧបករណ៍ត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់នៅក្នុងប្រព័ន្ធ DAS របស់មន្ទីរពិសោធន៍។
រូបភាពទី 1 ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃឧបករណ៍សាកល្បងសម្រាប់ជ្រុលម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកសមាមាត្រផុតពូជខ្ពស់។
ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកដោយផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធតម្រង microring ភ្ជាប់គឺស្រដៀងទៅនឹងតម្រងអគ្គិសនីបុរាណ។ ម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកសម្រេចបាននូវការច្រោះ bandpass រាបស្មើ និងសមាមាត្រការបដិសេធក្រៅក្រុមខ្ពស់ (> 60 dB) តាមរយៈការភ្ជាប់ជាស៊េរីនៃឧបករណ៍បំពងសំឡេងដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនចំនួនបួន។ ដោយមានជំនួយពីឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលអេឡិចត្រូអុបទិកប្រភេទ Pin នៅក្នុងមីក្រូរីងនីមួយៗ វិសាលគមបញ្ជូននៃម៉ូឌុលអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅតង់ស្យុងអនុវត្តទាប (<1.5 V) ។ សមាមាត្រការបដិសេធក្រុមតន្រ្តីខ្ពស់ រួមផ្សំជាមួយនឹងលក្ខណៈរំកិលចុះក្រោមនៃតម្រងដ៏ចោត អាចឱ្យអាំងតង់ស៊ីតេនៃពន្លឺបញ្ចូលនៅជិតរលកពន្លឺដែលប្រែប្រួលត្រូវបានកែប្រែជាមួយនឹងកម្រិតពណ៌ដ៏ធំបំផុត ដែលអំណោយផលដល់ការផលិតនៃពន្លឺសមាមាត្រផុតពូជខ្ពស់ជ្រុល។
ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់សមត្ថភាពនៃម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិក ក្រុមនេះបានបង្ហាញជាដំបូងនូវការប្រែប្រួលនៃការបញ្ជូនឧបករណ៍ជាមួយនឹងវ៉ុល DC នៅកម្រិតរលកប្រតិបត្តិការ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាបន្ទាប់ពី 1 V ការបញ្ជូនធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងជាង 60 dB ។ ដោយសារតែដែនកំណត់នៃវិធីសាស្រ្តសង្កេត oscilloscope សាមញ្ញ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានអនុម័តវិធីសាស្រ្តវាស់ស្ទង់ការជ្រៀតជ្រែកដោយខ្លួនឯង heterodyne និងប្រើជួរថាមវន្តធំនៃ spectrometer ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈសមាមាត្រផុតពូជថាមវន្តជ្រុលខ្ពស់នៃម៉ូឌុលកំឡុងពេលម៉ូឌុលជីពចរ។ លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញថា ជីពចរពន្លឺទិន្នផលនៃម៉ូឌុលមានសមាមាត្រផុតពូជរហូតដល់ 68 dB និងសមាមាត្រផុតពូជលើសពី 65 dB នៅជិតទីតាំងរលកពន្លឺជាច្រើន ។ បន្ទាប់ពីការគណនាលម្អិត វ៉ុលដ្រាយ RF ពិតប្រាកដដែលផ្ទុកទៅអេឡិចត្រូតគឺប្រហែល 1 V ហើយការប្រើប្រាស់ថាមពលម៉ូឌុលគឺត្រឹមតែ 3.6 mW ដែលជាលំដាប់ពីរនៃរ៉ិចទ័រតូចជាងការប្រើប្រាស់ថាមពលម៉ូឌុល AOM ធម្មតា។
កម្មវិធីនៃម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុននៅក្នុងប្រព័ន្ធ DAS អាចត្រូវបានអនុវត្តទៅប្រព័ន្ធ DAS ដែលរកឃើញដោយផ្ទាល់ដោយការវេចខ្ចប់ម៉ូឌុលនៅលើបន្ទះឈីប។ ខុសពី interferometry heterodyne សញ្ញាមូលដ្ឋានទូទៅ របៀប demodulation នៃ interferometry Michelson ដែលមិនមានតុល្យភាពត្រូវបានអនុម័តនៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះ ដូច្នេះឥទ្ធិពលនៃការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់អុបទិករបស់ modulator មិនត្រូវបានទាមទារទេ។ ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដែលបណ្តាលមកពីសញ្ញារំញ័រ sinusoidal ត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយជោគជ័យដោយ demodulation នៃ Rayleigh សញ្ញារាយប៉ាយនៃ 3 channels ដោយប្រើ IQ demodulation algorithm ធម្មតា។ លទ្ធផលបង្ហាញថា SNR គឺប្រហែល 56 dB ។ ការចែកចាយដង់ស៊ីតេនៃវិសាលគមថាមពលនៅតាមបណ្តោយប្រវែងទាំងមូលនៃសរសៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៅក្នុងជួរនៃប្រេកង់សញ្ញា ± 100 Hz ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតបន្ថែមទៀត។ ក្រៅពីសញ្ញាលេចធ្លោនៅទីតាំងរំញ័រ និងប្រេកង់ វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញថាមានការឆ្លើយតបដង់ស៊ីតេថាមពលជាក់លាក់នៅទីតាំងលំហផ្សេងទៀត។ សំឡេងរំខាន crosstalk ក្នុងចន្លោះ± 10 Hz និងនៅខាងក្រៅទីតាំងរំញ័រគឺជាមធ្យមតាមបណ្តោយប្រវែងនៃសរសៃ ហើយ SNR ជាមធ្យមក្នុងលំហគឺមិនតិចជាង 33 dB ទេ។
រូបភាពទី 2
ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃប្រព័ន្ធស្គេនសញ្ញាសូរស័ព្ទដែលចែកចាយតាមសរសៃអុបទិក។
b demodulated signal power spectral density ។
c, d ប្រេកង់រំញ័រនៅជិតការចែកចាយដង់ស៊ីតេថាមពលនៅតាមបណ្តោយសរសៃចាប់សញ្ញា។
ការសិក្សានេះគឺជាលើកដំបូងដើម្បីសម្រេចបាននូវម៉ូឌុលអេឡិចត្រូអុបទិកលើស៊ីលីកុនជាមួយនឹងសមាមាត្រផុតពូជខ្ពស់ជ្រុល (68 dB) ហើយបានអនុវត្តដោយជោគជ័យលើប្រព័ន្ធ DAS ហើយឥទ្ធិពលនៃការប្រើប្រាស់ម៉ូឌុល AOM ពាណិជ្ជកម្មគឺជិតស្និទ្ធណាស់ ហើយទំហំ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលគឺមានទំហំតូចជាងពីរលំដាប់ក្រោយ ដែលរំពឹងថានឹងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយថាមពលខ្នាតតូចជំនាន់ក្រោយ។ លើសពីនេះ ដំណើរការផលិតខ្នាតធំ CMOS និងសមត្ថភាពរួមបញ្ចូលនៅលើបន្ទះឈីបដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។ឧបករណ៍អុបទិកអាចជំរុញយ៉ាងខ្លាំងដល់ការអភិវឌ្ឍន៍នៃជំនាន់ថ្មីនៃម៉ូឌុលរួមបញ្ចូលគ្នាពហុឧបករណ៍ដែលមានតម្លៃទាប ដោយផ្អែកលើប្រព័ន្ធចាប់សរសៃដែលចែកចាយដោយបន្ទះឈីប។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ១៨ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២៥