Free-Space Optical Beam Steering for Wireless Communications
Notice bibliographique
Résumé
The implementation of optical of wireless communications (OWC) requires the use of a light-emitting-diode (LED) or laser diode (LD). Due to significant path loss exhibited by these sources in an outdoor environment, an unobstructed point-to-point link must be maintained in order to increase the signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver. This thesis considers a solution to alleviate the fundamental limitations of the OWC channel in an outdoor environment by investigating optical beam steering (OBS) to increase the signal strength in the desired direction. Conventional methods to implement on OBS use a microelectromechanical (MEMS) mirror or a spatial light modulator (SLM) which both suffer from low switching frequency. A high frequency OBS device can be created by using optical phased array (OPA). An electro-optic modulator (EOM) such as LiNbO3 can be used to create an OPA but can not be directly integrated in silicon. For monolithic silicon-on-insulator (SOI) solutions, previous literature uses thermo-optic couplers on SOI to implement the OPA, however this introduces the issue of thermal cross-talk. Therefore, this thesis focuses on the use of silicon as the EOM for use in an OPA to create a high frequency monolithic OBS. Our contributions consist of providing a design method for a OBS SOI device which exhibits minimum internal cross-talk and provides propagation in free-space with high directivity and a wide steering range. Additionally, propose the use of an internal heterodyne optical phase locked loop (PLL) to stabilize the OBS instead of an external signal processor for phase correction. This optical PLL reduces beam jitter, minimizes beam squint, and provides active tracking for the output beam towards the receiver. We have also characterized a shadowing scenario in an OWC channel which OBS has the potential to alleviate. Moreover, we simulated the optical far-field radiation pattern from a SOI waveguide to free-space which has not been demonstrated in previous research. Finally, our simulation results of a SOI OPA demonstrates the coherent combining capability of OBS using MEEPTtm and the Optiwavetm suite.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».