Awọn ẹrọ itanna optoelectronics makirowefu, gẹ́gẹ́ bí orúkọ náà ṣe fi hàn, ni oríta máíkrówéfù àtioptoelectronicsÀwọn máíkrówéfù àti ìgbì ìmọ́lẹ̀ jẹ́ ìgbì iná mànàmáná, àwọn ìgbì náà sì yàtọ̀ síra ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìpele, àwọn èròjà àti ìmọ̀ ẹ̀rọ tí a ṣe ní àwọn ẹ̀ka wọn sì yàtọ̀ síra gidigidi. Ní àpapọ̀, a lè lo àǹfààní ara wa, ṣùgbọ́n a lè gba àwọn ìlò àti àwọn ànímọ́ tuntun tí ó ṣòro láti rí ní ọ̀kọ̀ọ̀kan.
Ibaraẹnisọrọ oju-ọrunjẹ́ àpẹẹrẹ pàtàkì ti àpapọ̀ àwọn máìkrówéfù àti fọ́tòétírónù. Ìbánisọ̀rọ̀ aláilọ́wọ́ tẹlifóònù àti tẹlígíráàmù ní ìbẹ̀rẹ̀, ìṣẹ̀dá, ìtànkálẹ̀ àti gbígbà àwọn àmì, gbogbo àwọn ẹ̀rọ máìkrówéfù tí a lò. Àwọn ìgbì mànàmáná onígbà díẹ̀ ni a lò ní ìbẹ̀rẹ̀ nítorí pé ìwọ̀n ìgbì náà kéré àti agbára ìsopọ̀mọ́ra fún ìsopọ̀mọ́ra kéré. Ìdáhùn náà ni láti mú ìgbìmọ́ra tí a gbé kalẹ̀ pọ̀ sí i, bí ìgbìmọ́ra tí ó ga sí i, bẹ́ẹ̀ ni àwọn ohun èlò ìrísí púpọ̀ sí i. Ṣùgbọ́n àmì ìrísí gíga nínú àdánù ìsopọ̀mọ́ra afẹ́fẹ́ pọ̀ sí i, ṣùgbọ́n ó tún rọrùn láti dènà nípasẹ̀ àwọn ìdènà. Tí a bá lo wáyà náà, pípadánù wáyà náà pọ̀ sí i, àti pé ìsopọ̀mọ́ra jíjìnnà jẹ́ ìṣòro. Ìfarahàn ìbánisọ̀rọ̀ optíkì jẹ́ ojútùú rere sí àwọn ìṣòro wọ̀nyí.Okùn opitikaÓ ní ìpàdánù ìtajà tí ó kéré gan-an, ó sì jẹ́ olùgbéjáde tí ó dára fún títà àwọn àmì lórí àwọn ọ̀nà jíjìn. Ìwọ̀n ìgbà tí àwọn ìgbì ìmọ́lẹ̀ ń gbà pọ̀ ju ti àwọn máìkrówéfù lọ, ó sì lè gbé ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà ìtajà jáde ní àkókò kan náà. Nítorí àwọn àǹfààní wọ̀nyígbigbe ohun elo opitika, ìbánisọ̀rọ̀ okùn optical ti di ipilẹ̀sẹ̀ fún ìfiranṣẹ́ ìròyìn lónìí.
Ìbánisọ̀rọ̀ ojú-ìwòye ní ìtàn pípẹ́, ìwádìí àti ìlò rẹ̀ gbòòrò gan-an, ó sì ti dàgbà, kò tún sọ púpọ̀ sí i. Ìwé yìí ṣe àfihàn àwọn ìwádìí tuntun ti optoelectronics microwave ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí yàtọ̀ sí ìbánisọ̀rọ̀ ojú-ìwòye. Optoelectronics microwave máa ń lo àwọn ọ̀nà àti ìmọ̀-ẹ̀rọ ní ẹ̀ka optoelectronics gẹ́gẹ́ bí olùgbékalẹ̀ láti mú kí iṣẹ́ àti ìlò rẹ̀ sunwọ̀n síi àti láti ṣe àṣeyọrí pẹ̀lú àwọn èròjà itanna oòkrówéfù ìbílẹ̀. Láti ojú ìwòye ìlò, ó ní àwọn apá mẹ́ta wọ̀nyí nínú.
Èkíní ni lílo optoelectronics láti ṣe àwọn àmì máíkrówéfù tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa, tó sì ń dún díẹ̀, láti X-band títí dé THZ band.
Èkejì, ṣíṣe àgbékalẹ̀ àmì máíkrówéfù. Pẹ̀lú ìdádúró, ìṣàlẹ̀, ìyípadà ìgbàkúgbà, gbígbà àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Ẹ̀kẹta, gbigbe awọn ifihan agbara analog.
Nínú àpilẹ̀kọ yìí, òǹkọ̀wé náà ṣe àfihàn apá àkọ́kọ́, ìṣẹ̀dá àmì máíkrówéfù. Ìgbì máíkrówéfù ìbílẹ̀ ni àwọn èròjà máíkrówéfù ìbílẹ̀ máa ń wá láti inú àwọn èròjà máíkrówéfù iii_V. Àwọn ààlà rẹ̀ ní àwọn kókó wọ̀nyí: Àkọ́kọ́, sí àwọn ìgbì gíga bíi 100GHz lókè, àwọn máíkrówéfù ìbílẹ̀ lè mú agbára díẹ̀ jáde, sí àmì THZ ìgbì gíga, wọn kò lè ṣe ohunkóhun. Èkejì, láti dín ariwo ìpele kù àti láti mú ìdúróṣinṣin ìgbì àkókò sunwọ̀n síi, ẹ̀rọ àtilẹ̀bá nílò láti gbé sí àyíká iwọ̀n otútù tí ó lọ sílẹ̀ gidigidi. Ẹ̀kẹta, ó ṣòro láti ṣe àṣeyọrí onírúurú ìyípadà ìgbì ìgbàlódé ìgbì ìgbàlódé. Láti yanjú àwọn ìṣòro wọ̀nyí, ìmọ̀ ẹ̀rọ optoelectronic lè kó ipa kan. Àwọn ọ̀nà pàtàkì ni a ṣàlàyé ní ìsàlẹ̀.
1. Nípasẹ̀ ìyàtọ̀ ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ àwọn àmì lésà ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ méjì tó yàtọ̀ síra, a lo ẹ̀rọ ìwádìí ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ gíga láti yí àwọn àmì máìkrówéfù padà, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 1.
Àwòrán 1. Àwòrán onípele ti àwọn máìkrówéfù tí a ṣe nípasẹ̀ ìyàtọ̀ ìgbàlódé ti méjìawọn lesa.
Àwọn àǹfààní ọ̀nà yìí ni ìṣètò tó rọrùn, ó lè mú kí ìgbì millimeter tó ga gan-an àti àmì ìgbóná THZ pàápàá, àti nípa ṣíṣe àtúnṣe ìgbóná régé ti lésà náà, ó lè ṣe ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìyípadà ìgbóná régé kíákíá. Àléébù náà ni pé ìgbóná régé tàbí ariwo ìpele ti àmì ìgbóná régé ìyàtọ̀ tí àwọn àmì lésà méjì tí kò ní ìbáṣepọ̀ ń mú wá pọ̀ ní ìfiwéra, àti pé ìdúróṣinṣin ìgbóná régé kò ga, pàápàá jùlọ tí a bá lo lésà semiconductor pẹ̀lú ìwọ̀n kékeré ṣùgbọ́n ìgbóná régé ńlá (~MHz). Tí àwọn ohun tí a nílò fún ìwọ̀n ìwúwo ètò náà kò bá ga, o lè lo lésà tó ní ariwo kékeré (~kHz) solid-state,àwọn lésà okùn, ihò itaawọn lesa semikondokito, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Ní àfikún, a lè lo àwọn ọ̀nà méjì tí ó yàtọ̀ síra ti àwọn àmì lésà tí a ń ṣẹ̀dá nínú ihò lésà kan náà láti mú ìyàtọ̀ ìyípadà wá, kí iṣẹ́ ìdúróṣinṣin ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ máìkrówéfù náà lè sunwọ̀n sí i gidigidi.
2. Láti yanjú ìṣòro náà pé àwọn lésà méjì nínú ọ̀nà ìṣáájú kò fara mọ́ra àti pé ariwo ìpele àmì tí a ń ṣẹ̀dá pọ̀ jù, ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn lésà méjèèjì ni a lè rí nípasẹ̀ ọ̀nà ìdènà ìpele ...
Àwòrán 2. Àwòrán onípele ti àmì ìlọ́po méjì ìgbà máíkrówéfù tí a ń ṣe nípasẹ̀ ìdènà ìgbàlọ́po ìgbàlọ́wọ́ abẹ́rẹ́.
Ọ̀nà mìíràn láti dín ariwo ìpele ìbáramu ti àwọn lésà méjèèjì kù ni láti lo PLL optical feedback odi, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 3.
Àwòrán 3. Àwòrán onípele ti OPL.
Ìlànà PLL optical jọ ti PLL nínú ẹ̀ka ẹ̀rọ itanna. Ìyàtọ̀ ìpele ti àwọn lésà méjèèjì ni a máa ń yí padà sí àmì iná mànàmáná nípasẹ̀ photodetector (tó báramu pẹ̀lú phase detector), lẹ́yìn náà ni a máa ń rí ìyàtọ̀ ìpele láàárín àwọn lésà méjèèjì nípa ṣíṣe ìyípadà ìpele pẹ̀lú orísun àmì máíkrówéfù ìtọ́kasí, èyí tí a máa ń mú kí ó pọ̀ sí i tí a sì máa ń fi sínú ẹ̀rọ ìṣàkóso ìpele ti ọ̀kan lára àwọn lésà náà (fún àwọn lésà semiconductor, ó jẹ́ ìṣàn abẹ́rẹ́). Nípasẹ̀ irú ìṣàkóṣo ìṣàkóṣo ìṣàkóṣo ìṣàkóso ...
Ni afikun, orisun ifihan agbara makirowefu itọkasi tun le yipada nipasẹ awọn orisun ifihan agbara miiran nipasẹ ilọpo meji igbohunsafẹfẹ, igbohunsafẹfẹ pinpin, tabi sisẹ igbohunsafẹfẹ miiran, nitorinaa ifihan agbara makirowefu igbohunsafẹfẹ isalẹ le jẹ ilọpo meji, tabi yipada si awọn ifihan agbara RF igbohunsafẹfẹ giga, THZ.
Ní ìfiwéra pẹ̀lú ìdènà ìpele abẹ́rẹ́, a lè rí ìlọ́po méjì ìpele, àwọn ìlọ́po tí a ti tì papọ̀ jẹ́ èyí tí ó rọrùn jù, ó lè mú àwọn ìpele tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ àìdánimọ̀ jáde, àti dájúdájú ó díjú jù bẹ́ẹ̀ lọ. Fún àpẹẹrẹ, ìlọ́po ìpele optíkì tí modulator photoelectric ṣe nínú Àwòrán 2 ni a lò gẹ́gẹ́ bí orísun ìmọ́lẹ̀, a sì lo ìlọ́po ìpele optíkì láti yan ìlọ́po ìpele optíkì méjèèjì sí àwọn àmì ìṣọ̀kan optíkì méjì, lẹ́yìn náà a ṣe àwọn àmì ìpele gíga nípasẹ̀ ìlọ́po ìpele ìyàtọ̀, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 4. f1 àti f2 ni àwọn ìlọ́po ìpele àmì ìtọ́kasí ti àwọn PLLS méjèèjì lẹ́sẹẹsẹ, àti pé a lè ṣe àmì mákrówéfù ti N*frep+f1+f2 nípasẹ̀ ìlọ́po ìpele ìyàtọ̀ láàárín àwọn léṣà méjèèjì.
Àwòrán 4. Àwòrán onípele ti ṣíṣe àwọn ìgbàlódé aláìdánimọ̀ nípa lílo àwọn ìgbòkègbodò ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ optíkì àti PLLS.
3. Lo lesa pulse ti a tiipa mode-locked lati yi ifihan agbara opitika pada si ifihan agbara makirowefu nipasẹolùwádìí fọ́tò.
Àǹfààní pàtàkì ọ̀nà yìí ni pé a lè rí àmì kan tí ó ní ìdúróṣinṣin ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ tó dára gan-an àti ariwo ìpele tó kéré gan-an. Nípa dídí ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ léésà náà mọ́ ìpele ìyípadà atomiki àti molecule tó dúró ṣinṣin gan-an, tàbí ihò opitika tó dúró ṣinṣin gan-an, àti lílo ìyípadà ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ ara ẹni àti àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ míràn, a lè rí àmì ìlù opitika tó dúró ṣinṣin gan-an pẹ̀lú ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ tó dúró ṣinṣin gan-an, kí a lè rí àmì máíkrówéfù pẹ̀lú ariwo ìpele tó kéré gan-an. Àwòrán 5.
Àwòrán 5. Àfiwé ariwo ìpele ìbáṣepọ̀ ti àwọn orísun àmì oríṣiríṣi.
Sibẹsibẹ, nitori pe oṣuwọn atunwi pulse jẹ iwọntunwọnsi si gigun iho ti lesa naa, ati pe lesa ti a tiipa mode ibile tobi, o nira lati gba awọn ifihan agbara microwave igbohunsafẹfẹ giga taara. Ni afikun, iwọn, iwuwo ati lilo agbara ti awọn lesa pulsed ibile, ati awọn ibeere ayika lile, dinku awọn lilo yàrá wọn ni pataki. Lati bori awọn iṣoro wọnyi, iwadii ti bẹrẹ laipẹ ni Amẹrika ati Germany nipa lilo awọn ipa ti kii ṣe laini lati ṣe awọn combs opitika ti o duro ṣinṣin igbohunsafẹfẹ ni awọn iho opitika chirp mode kekere pupọ, ti o ni didara giga, eyiti o tun ṣe awọn ifihan agbara makirowefu kekere igbohunsafẹfẹ giga.
4. oscillator itanna opto, Àwòrán 6.
Àwòrán 6. Àwòrán onípele ti oscillator ti a so pọ mọ photoelectric.
Ọ̀kan lára àwọn ọ̀nà ìbílẹ̀ láti ṣe àwọn máìkrówéfù tàbí lésà ni láti lo ìfèsì ara-ẹni tí a ti pa, níwọ̀n ìgbà tí èrè nínú ìlopo tí a ti pa bá pọ̀ ju àdánù lọ, ìlopo tí ara-ẹni ń yọ lẹ́nu lè ṣe àwọn máìkrówéfù tàbí lésà. Bí ìdárayá Q ti ìlopo tí a ti pa bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ ni ìpele àmì tí a ti ṣe tàbí ariwo ìgbohùngbà ti kéré sí i. Láti lè mú kí ìdárayá ìlopo náà pọ̀ sí i, ọ̀nà tààrà ni láti mú gígùn ìlopo náà pọ̀ sí i kí o sì dín àdánù ìlopo náà kù. Síbẹ̀síbẹ̀, ìlopo tí ó gùn jù lè ṣe àtìlẹ́yìn fún ìṣẹ̀dá ọ̀pọ̀ ọ̀nà ìlopo, tí a bá sì fi àlẹ̀mọ́ ìlopo tí ó dín kún un, a lè gba àmì ìlopo tí ó gùn jù tí a ti pa mọ́ sínú máìkrówéfù. Ìlopo tí a sopọ̀ mọ́ fọ́tòelectric jẹ́ orísun àmì máìkrówéfù tí ó dá lórí èrò yìí, ó lo gbogbo àwọn ànímọ́ ìlopo tí ó gùn jù tí ó ti fa, nípa lílo okùn gígùn láti mú kí iye ìlopo Q sunwọ̀n sí i, ó lè ṣe àmì máìkrówéfù pẹ̀lú ariwo ìpele tí ó gùn gan-an. Láti ìgbà tí wọ́n ti dábàá ọ̀nà yìí ní ọdún 1990, irú oscillator yìí ti gba ìwádìí tó gbòòrò àti ìdàgbàsókè tó pọ̀, àwọn oscillator photoelectric coupled ti ilé iṣẹ́ sì wà lọ́wọ́lọ́wọ́. Láìpẹ́ yìí, àwọn oscillator photoelectric tí a lè ṣàtúnṣe sí àwọn ìpele tó gbòòrò ni a ti ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀. Ìṣòro pàtàkì ti àwọn orísun àmì microwave tí a gbé kalẹ̀ lórí ètò yìí ni pé ìyípo náà gùn, ariwo nínú ìṣàn rẹ̀ (FSR) àti ìpele méjì rẹ̀ yóò pọ̀ sí i ní pàtàkì. Ní àfikún, àwọn èròjà photoelectric tí a lò pọ̀ sí i, owó rẹ̀ ga, ìwọ̀n rẹ̀ ṣòro láti dínkù, àti pé okùn gígùn náà túbọ̀ ń fa ìdàrúdàpọ̀ àyíká.
Èyí tí a kọ lókè yìí ṣe àfihàn ọ̀nà púpọ̀ láti fi ṣe àwọn àmì máíkrówéfù onífọ́tò, àti àwọn àǹfààní àti àléébù wọn. Níkẹyìn, lílo àwọn àwòrán máàkrówéfù láti ṣe máíkrówéfù ní àǹfààní mìíràn ni pé a lè pín àmì máàkrówéfù nípasẹ̀ okùn ìfọ́tò pẹ̀lú àdánù díẹ̀, gbígbé ìjìnnà gígùn sí ibi ìlò kọ̀ọ̀kan lẹ́yìn náà yí padà sí àwọn àmì máíkrówéfù, àti agbára láti dènà ìdènà máàkrówéfù ti sunwọ̀n síi ju àwọn ẹ̀yà máàkrówéfù ìbílẹ̀ lọ.
Kíkọ àpilẹ̀kọ yìí jẹ́ fún ìtọ́kasí pàtàkì, àti pẹ̀lú ìrírí àti ìrírí ìwádìí ti òǹkọ̀wé náà ní ẹ̀ka yìí, àwọn àṣìṣe àti àìlóye wà, jọ̀wọ́ yé mi.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Jan-03-2024