نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی برق، دانشکده علوم مهندسی، مجتمع آموزش عالی لارستان، لار ‏

چکیده

در این مقاله روشی برای تولید پالس‌های باند فراپهن‌ (UWB) که که اساس کار آن، یک تداخل سنج ماخ‌زندر است با یک تشدیدگر حلقه‌ای کوچک سیلیکونی دارای قابلیت تغییر پیکربندی جفت شده‌است گزارش شده است. سیگنال‌های باند فراپهن‌ تک‌چرخه‌ای و دوتایی با پهنای زمانی پالس پیکوثانیه تولید می‌شوند که تشدیدگر کوچک حلقه‌ای به ترتیب با پالس‌های الکتریکی مربعی و گاوسی مدوله می شود. سیستم‌های فوتونیکی ریزموج که با اجزای بزرگ نوری کار می‌کنند از بزرگی حجم، استفاده زیاد از انرژی، هزینه بالا و آسیب‌پذیری در برابر اختلالات محیط‌زیستی رنج می‌برند. بنابراین،‌ بسیار مطلوب است که سیستم فوتونیکی ریزموج را بر روی یک تراشه جمع کنیم تا فشرده‌تر،‌ ارزان‌تر و کم‌مصرف‌تر بشود.. سیگنال‌های باند فراپهن‌ خواص ذاتی از جمله مصونیت در برابر محو شدن در حرکت چند مسیره، پهنای باند گسترده و چگالی توان طیفی پایین دارند. یکی از کاربردهای آن در مخابرات بی‌سیم کوتاه‌برد و توان بالا برای انتقال بدون تاخیر و بی سیم داده‌های چندرسانه‌ای حجیم قرار دارد. همچنین می‌تواند در حالت سرعت و توان کم برای کاربردهای اینترنت اشیا مانند موقعیت‌یابی دقیق داخلی استفاده بشود. برخلاف تخمین مسافت وای‌فای یا بلوتوثی که بر اساس شدت سیگنال کار می‌کنند، سیگنال باند فراپهن‌ پهنای پالس بسیار باریکی دارد، شبیه پالس رادار، که آن را قادر می‌سازد تا با استفاده از زمان پیشروی پالس و با دقت 10 سانتی‌متر، موقعیت را تخمین بزند. با مدولاتور تشدید که بر اساس فوتونیک سیلیکون می‌باشد،‌ می‌توان به تولید سیگنال ریزموج قابل تنظیم روی تراشه، بسیار امیدوار بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optical pulses generation of single-cycle and dual-UWB using square and Gaussian electric pulses

نویسنده [English]

  • A Afroozeh

‎ Department of Electrical Engineering, University of Larestan, Lar, Iran

چکیده [English]

- In this paper, a method for generating transverse band (UWB) pulses, the basis of which is a large-scale interferometer with a resonator of small silicone rings capable of changing paired configuration, is reported. Single-cycle, dual-bandwidth signals are generated at the time of the Picosecond pulse, and the small ring amplifier is modulated with square and Gaussian electric pulses, respectively. Microwave photonic systems that work with large optical components suffer from large size, high energy consumption, high cost, and vulnerability to environmental disturbances. Therefore, it is highly desirable to assemble the microwave photonic system on a single chip to make it more compact, cheap, and low-consumption. They have a low spectrum. One of its applications is in short-range wireless telecommunications and high power for wireless transmission of large multimedia data. It can also be used in low speed and power mode for IoT applications such as precision internal positioning. Unlike the WiFi or Bluetooth distance estimation, which is based on signal intensity, the bandwidth signal has a very narrow pulse width, similar to the radar pulse, which enables it to estimate the position using pulse forward time and 10 cm accuracy. With an intensified modulator based on silicon photonics, one can very hopefully generate an adjustable microwave signal on the chip.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ultra-band pulses
  • intensification
  • modulation
  • integrated silicon modulator

D Marpaung, J Yao, and, J Capmany, Nature Photonics 13, 2 (2019) 80.

W Zhang and J Yao, IEEE Journal of Quantum Electronics 52, 1 (2016) 1.

J Yao, F Zeng, and Q Wang, Journal of Lightwave Technology 25, 11 (2007) 3219.

Q Sun, L Zhou, L Lu, G Zhou, and J.Chen, IEEE Photonics Journal 10, 6 (2018) 6602612.

R Yang, L Zhou, M Wang, H Zhu, and J Chen, Frontier of optoelectronics 9, 3 (2016) 483.

Y Zhong et al., Photonics Research 5, 6 (2017) 689.

L Zhuang, C G H Roeloffzen, A Meijerink, M Burla, and W C V Etten, Journal of Lightwave Technology  28, 1 (2009) 19.

J Yao, IEEE Microwave Magazine, 10, 4 (2009) 82.

F Li, , Chips on indoor positioning and navigation, the key technology of intellectual devices of next generation.Available:https://mp.weixin.qq.com/s/VswdBtAifrpx69t7xG-ppw (2019).

Fed. Commun. Commission, Revision of Part 15 of the Commission’s Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission Systems, Apr. 2002. Tech. Rep., ET-Docket 98-153, FCC02-48. 

FIRA. What UWB Does. Available: https://www.firaconsortium.org/discover/what-uwb-does.

J Li et al., Optics Letters 33, 3 (2008) 288.

E Zhou, X Xu, K Lui, and K K. Wong, IEEE Photonics Technology Letters 22, 14 (2010) 1063.

L Pengxiao, C Hongwei, C Minghua, and X Shizhong, IEEE Photonics Journal 4, 3 (2012) 805.

, F Zeng and Y Jianping, IEEE photonics technology letters 18,19 (2006): 2062-2064.

Q Wang and J Yao, Optics Express 15, 22 (2007) 14667.

M Shehata, H Mostafa, and Y Ismail, Journal of Lightwave Technology 36, 10 (2018) 2017.

H Feng et al., IEEE Photonics Journal, 6, 2 (2014) 1.

M Hongqian, W Muguang, and J Shuisheng, 15th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN), (2016). 

L Tsung-Yang et al., IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 19, 2 (2013) 8200312.

S T Abraha, C M Okonkwo, E Tangdiongga, and A M Koonen, Optics letters, 36, 12 (2011) 2363.

B Luo, J Dong, Y Yu, and X Zhang, IEEE Photonics Technology Letters 24, 18 (2012) 1646. 

Y Yue et al., Optics Letters, 37, 4, 551. Y Yue, H Huang, L Zhang, J Wang, J-Yuan Yang, O F Yilmaz, J S Levy, M Lipson, and A E Willner, Optics Letters 37, 4 (2012) 551.

Q Wang and J Yao, Electronics Letters 42, 22 (2006) 1304.

V Moreno, M Rius, J Mora, M A Muriel, and J Capmany, IEEE Photonics Technology Letters 26, 7 (2014) 690.

M Rius, V Moreno, J Mora, M A Muriel, and J Capmany, 15th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), 2013, 

H Shao, W Chen, Y Zhao, H Chi, J Yang, and X Jiang, Optics Express 20, 7 (2012) 7398.

K Xu et al., IEEE Photonics Technology Letters 28, 3 (2016) 248. 

L Zhou and A W Poon, Optics Letters, 32, 7 (2007) 781.

M F Limonov, M V Rybin, A N Poddubny, and Y S. Kivshar, Nature Photonic 11 (2017) 543.

G. Zhou, L. Zhou, Y. Zhou, Y. Zhong, S. Liu, Y. Guo, L. Liu, J. Chen, "Silicon Mach-Zehnder modulator using a highly-efficient L-Shape PN junction" Tenth International Conference on Information Optics and Photonics (CIOP 2018.

 

 

 

تحت نظارت وف بومی