Noi descoperiri înModulator LiNbO3
Recent, cercetătorii chinezi au publicat un brevet de invenție fundamental pentru tehnologia de blocare a frecvenței cu laser PDH. Un sistem de blocare a frecvenței cu laser PDH bazat pe SOA (amplificator optic semiconductor) neliniar pentru generarea benzilor laterale. Acest brevet își propune să abordeze câteva puncte cheie dificile ale sistemului tradițional de blocare a frecvenței cu laser PDH (Pound-Drever-Hall) datorită utilizării niobatului de litiu (modulator LiNbO3) și a altor...modulator electro-optic.
1. Principalele probleme ale soluției tradiționale includ:
1.1 Cost ridicat și structură complexă: Modulatoarele electro-optice tradiționale necesită circuite complexe de comandă și polarizare RF.
1.2 Sensibilitate la mediu: Sensibil la schimbări de temperatură și stres, predispus la anomalii ale stării de polarizare.
1.3 Efectul de modulație a amplitudinii reziduale (RAM): Aceasta provoacă o polarizare continuă a semnalului de eroare, ceea ce duce la deviația punctului de blocare al laserului și afectează serios stabilitatea pe termen lung a sistemului.
2. Soluția inovatoare propusă de echipa de cercetare este:
Abandonați complet modulatorul electro-optic tradițional și adoptați un design colaborativ alamplificator optic semiconductor(Amplificator SOA) combinat cu schimbătoare de frecvență acusto-optice cu cale dublă. Principiul specific de funcționare este: După divizarea laserului seminței, acesta este deplasat cu precizie în frecvență de către două schimbătoare de frecvență acusto-optice cu cale dublă, generând o diferență de frecvență, iar apoi cele două căi de lumină sunt combinate și injectate în amplificatorul SOA în starea de saturație a câștigului. Prin utilizarea efectelor neliniare, cum ar fi amestecarea în patru unde (FWM) aAmplificator SOA, semnalele cu bandă laterală multiple necesare pentru blocarea frecvenței PDH sunt generate eficient.
3. Această tehnologie aduce următoarele avantaje disruptive în materie de performanță:
3.1 Depășirea problemei RAM și obținerea unei stabilități pe termen lung ultra-înalte: Dispozitivul amplificator SOA (de obicei într-o capsulă fluture) integrează controlul temperaturii și este extrem de insensibil la perturbațiile de mediu, evitând problema RAM din mecanismul fizic și atingând o precizie de blocare a lungimii cavității mai bună de 5×10⁻¹¹/zi.
3.2 Potrivirea precisă a benzilor laterale, îmbunătățire semnificativă a raportului semnal-zgomot: Prin controlul independent al gradului de deplasare a celor două schimbătoare de frecvență acusto-optice cu cale dublă (100 MHz - 200 MHz) prin intermediul a două oscilatoare controlate în tensiune (VCO), intervalul de frecvență al benzilor laterale generate poate fi perfect potrivit cu domeniul spectral liber (FSR) al cavității de referință, îmbunătățind astfel considerabil raportul semnal-zgomot al semnalului de eroare.
3.3 Reducerea costurilor și îmbunătățirea eficienței, conducând la miniaturizarea sistemului: Fără modulatorul electro-optic scump și circuitele complexe, amplificatorul optic SOA necesită doar o acționare simplă a curentului, ceea ce face ca întregul sistem să fie mai compact, mai ieftin și mai potrivit pentru aplicații laser de înaltă precizie în câmp extern și miniaturizare.
3.4 Perspectivele largi de aplicare și cererea de piață pentru această tehnologie includ:
Ceasuri optice pentru spații și vehicule: Caracteristicile sale anti-perturbare îndeplinesc perfect cerințele domeniilor aerospațiale și ale vehiculelor fără pilot.
Gravimetre cuantice și interferometre atomice reci: Pot fi utilizate pentru explorare geologică de înaltă precizie și navigație subacvatică.
Detecție cu fibră de ordin înalt și radar cu matrice fazată coerentă (LiDAR): Poate furniza surse de lumină de referință fără deviații, cu lățime de linie extrem de îngustă.
În contextul celei de-a doua revoluții cuantice globale și al miniaturizării senzorilor cuantici, cererea pieței pentru module laser cu frecvență stabilizată, autonomă, controlabilă, cu costuri reduse și stabilă, a crescut brusc, iar această tehnologie brevetată răspunde exact acestei tendințe a pieței.
Data publicării: 14 mai 2026