Νέες ανακαλύψεις στοΔιαμορφωτής LiNbO3
Πρόσφατα, Κινέζοι ερευνητές δημοσίευσαν μια βασική ευρεσιτεχνία για την τεχνολογία κλειδώματος συχνότητας λέιζερ PDH. Ένα σύστημα κλειδώματος συχνότητας λέιζερ PDH που βασίζεται σε μη γραμμικό SOA (Semiconductor Optical Amplifier) για τη δημιουργία πλευρικών ζωνών. Αυτή η ευρεσιτεχνία στοχεύει στην αντιμετώπιση αρκετών βασικών σημείων δυσκολίας στο παραδοσιακό σύστημα κλειδώματος συχνότητας λέιζερ PDH (Pound-Drever-Hall) λόγω της χρήσης νιοβικού λιθίου (διαμορφωτής LiNbO3) και άλλων.ηλεκτροοπτικός διαμορφωτής.
1. Τα κύρια προβλήματα της παραδοσιακής λύσης περιλαμβάνουν:
1.1 Υψηλό κόστος και σύνθετη δομή: Οι παραδοσιακοί ηλεκτροοπτικοί διαμορφωτές απαιτούν σύνθετα κυκλώματα οδήγησης και πόλωσης RF.
1.2 Ευαισθησία στο περιβάλλον: Ευαίσθητο στις μεταβολές της θερμοκρασίας και της τάσης, επιρρεπές σε ανωμαλίες της κατάστασης πόλωσης.
1.3 Φαινόμενο διαμόρφωσης υπολειμματικού πλάτους (RAM): Αυτό προκαλεί την πόλωση DC του σήματος σφάλματος, οδηγώντας στην μετατόπιση του σημείου κλειδώματος του λέιζερ και επηρεάζοντας σοβαρά τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα του συστήματος.
2. Η καινοτόμος λύση που προτείνει η ερευνητική ομάδα είναι:
Εγκαταλείψτε πλήρως τον παραδοσιακό ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή και υιοθετήστε ένα συνεργατικό σχέδιοοπτικός ενισχυτής ημιαγωγών(ενισχυτής SOA) σε συνδυασμό με ακουστοοπτικούς μετατοπιστές συχνότητας διπλής διαδρομής. Η συγκεκριμένη αρχή λειτουργίας είναι: Μετά τον διαχωρισμό του λέιζερ εκκίνησης, μετατοπίζεται με ακρίβεια στη συχνότητα από δύο ακουστοοπτικούς μετατοπιστές συχνότητας διπλής διαδρομής, δημιουργώντας μια διαφορά συχνότητας, και στη συνέχεια οι δύο διαδρομές φωτός συνδυάζονται και εισάγονται στον ενισχυτή SOA στην κατάσταση κορεσμού κέρδους. Χρησιμοποιώντας τα μη γραμμικά φαινόμενα όπως η ανάμειξη τεσσάρων κυμάτων (FWM) τουΕνισχυτής SOA, τα σήματα πολλαπλών πλευρικών ζωνών που απαιτούνται για το κλείδωμα συχνότητας PDH παράγονται αποτελεσματικά.
3. Αυτή η τεχνολογία προσφέρει τα ακόλουθα ανατρεπτικά πλεονεκτήματα απόδοσης:
3.1 Υπερνίκηση του προβλήματος RAM και επίτευξη εξαιρετικά υψηλής μακροπρόθεσμης σταθερότητας: Η συσκευή ενισχυτή SOA (συνήθως σε συσκευασία πεταλούδας) ενσωματώνει έλεγχο θερμοκρασίας και είναι εξαιρετικά ανεπηρέαστη από περιβαλλοντικές διαταραχές, αποφεύγοντας το πρόβλημα RAM από τον φυσικό μηχανισμό και επιτυγχάνοντας ακρίβεια κλειδώματος μήκους κοιλότητας καλύτερη από 5×10⁻¹¹/ημέρα.
3.2 Ακριβής αντιστοίχιση πλευρικών ζωνών, σημαντική βελτίωση στην αναλογία σήματος προς θόρυβο: Ελέγχοντας ανεξάρτητα την ποσότητα μετατόπισης των δύο ακουστοοπτικών μετατοπιστών συχνότητας διπλής διαδρομής (100 MHz – 200 MHz) από δύο ταλαντωτές ελεγχόμενης τάσης (VCO), το διάστημα συχνότητας των παραγόμενων πλευρικών ζωνών μπορεί να αντιστοιχιστεί τέλεια με την ελεύθερη φασματική περιοχή (FSR) της κοιλότητας αναφοράς, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά την αναλογία σήματος προς θόρυβο του σήματος σφάλματος.
3.3 Μείωση κόστους και βελτίωση της αποδοτικότητας, που ευνοεί τη σμίκρυνση του συστήματος: Χωρίς τον ακριβό ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή και τα πολύπλοκα κυκλώματα, ο οπτικός ενισχυτής SOA απαιτεί μόνο απλή οδήγηση ρεύματος, καθιστώντας ολόκληρο το σύστημα πιο συμπαγές, χαμηλότερο σε κόστος και πιο κατάλληλο για εφαρμογές εξωτερικού πεδίου λέιζερ υψηλής ακρίβειας και σμίκρυνση.
3.4 Οι ευρείες προοπτικές εφαρμογής και η ζήτηση της αγοράς αυτής της τεχνολογίας περιλαμβάνουν:
Οπτικά ρολόγια διαστήματος και οχημάτων: Τα χαρακτηριστικά αντιδιαταραχής τους καλύπτουν απόλυτα τις απαιτήσεις των πεδίων της αεροδιαστημικής και των μη επανδρωμένων οχημάτων.
Κβαντικά βαρυτόμετρα και ψυχρά ατομικά συμβολόμετρα: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γεωλογική εξερεύνηση υψηλής ακρίβειας και υποβρύχια πλοήγηση.
Ανίχνευση οπτικών ινών υψηλής τάξης και ραντάρ συνεκτικής φάσης (LiDAR): Μπορεί να παρέχει εξαιρετικά στενό πλάτος γραμμής και πηγές φωτός αναφοράς χωρίς μετατόπιση.
Υπό την τάση της δεύτερης παγκόσμιας κβαντικής επανάστασης και της σμίκρυνσης των κβαντικών αισθητήρων, η ζήτηση της αγοράς για αυτόνομες ελεγχόμενες, χαμηλού κόστους και σταθερές μονάδες λέιζερ με σταθεροποίηση συχνότητας έχει αυξηθεί απότομα και αυτή η τεχνολογία ευρεσιτεχνίας ανταποκρίνεται ακριβώς σε αυτήν την τάση της αγοράς.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Μαΐου 2026