Nye gennembrud iLiNbO3-modulator
For nylig har kinesiske forskere udgivet et patent på en kerneopfindelse vedrørende PDH-laserfrekvenslåseteknologien. Et PDH-laserfrekvenslåsesystem baseret på ikke-lineær SOA (Semiconductor Optical Amplifier) til at generere sidebånd. Dette patent sigter mod at adressere flere centrale smertepunkter i det traditionelle PDH (Pound-Drever-Hall) laserfrekvenslåsesystem på grund af brugen af lithiumniobat (LiNbO3-modulator) og andre ...elektrooptisk modulator.
1. Hovedproblemerne ved den traditionelle løsning omfatter:
1.1 Høje omkostninger og kompleks struktur: Traditionelle elektrooptiske modulatorer kræver komplekse RF-driver- og biaskredsløb.
1.2 Miljøfølsomhed: Følsom over for temperatur- og stressændringer, tilbøjelig til abnormiteter i polarisationstilstanden.
1.3 Residual amplitudemodulation (RAM) effekt: Dette forårsager DC-bias i fejlsignalet, hvilket fører til drift af laserens låsepunkt og påvirker systemets langsigtede stabilitet alvorligt.
2. Den innovative løsning, som forskerholdet foreslår, er:
Helt at opgive den traditionelle elektrooptiske modulator og indføre et samarbejdsbaseret design afhalvleder optisk forstærker(SOA-forstærker) kombineret med dobbeltvejs akustooptiske frekvensskiftere. Det specifikke arbejdsprincip er: Efter opdeling af frølaseren frekvensskiftes den præcist af to dobbeltvejs akustooptiske frekvensskiftere, hvilket genererer en frekvensforskel, og derefter kombineres de to lysveje og injiceres i SOA-forstærkeren i forstærkningsmætningstilstanden. Ved at udnytte de ikke-lineære effekter såsom firebølgeblanding (FWM) afSOA-forstærker, genereres de multi-sidebåndssignaler, der kræves til PDH-frekvenslåsning, effektivt.
3. Denne teknologi giver følgende banebrydende fordele inden for ydeevne:
3.1 Overvindelse af RAM-problemet og opnåelse af ultrahøj langsigtet stabilitet: SOA-forstærkerenheden (normalt i en butterfly-pakke) integrerer temperaturkontrol og er ekstremt ufølsom over for miljøforstyrrelser, hvilket undgår RAM-problemet fra den fysiske mekanisme og opnår en låsenøjagtighed for kavitetslængden på bedre end 5×10⁻¹¹/dag.
3.2 Præcis matchning af sidebånd, betydelig forbedring af signal-støj-forholdet: Ved uafhængigt at styre forskydningsmængden af de to dual-path akusto-optiske frekvensskiftere (100 MHz - 200 MHz) af to spændingsstyrede oscillatorer (VCO), kan frekvensintervallet for de genererede sidebånd perfekt matches med det frie spektrale område (FSR) i referencehulrummet, hvorved signal-støj-forholdet for fejlsignalet forbedres betydeligt.
3.3 Omkostningsreduktion og effektivitetsforbedring, der fremmer systemminiaturisering: Uden den dyre elektrooptiske modulator og komplekse kredsløb kræver den optiske SOA-forstærker kun et simpelt strømdrev, hvilket gør hele systemet mere kompakt, billigere og mere egnet til højpræcisionslaserapplikationer i det eksterne felt og miniaturisering.
3.4 De brede anvendelsesmuligheder og markedsefterspørgslen for denne teknologi omfatter:
Optiske ure til rumfart og køretøjer: Dens anti-forstyrrelsesegenskaber opfylder perfekt kravene inden for rumfart og ubemandede køretøjer.
Kvantegravimetre og kolde atominterferometre: Kan bruges til højpræcisions geologisk udforskning og undervandsnavigation.
Højordens fiberregistrering og kohærent faset array-radar (LiDAR): Kan levere referencelyskilder med ekstremt smal linjebredde og uden drift.
Under udviklingen med den anden globale kvanterevolution og miniaturiseringen af kvantesensorer er markedets efterspørgsel efter autonomt styrbare, billige og stabile frekvensstabiliserede lasermoduler steget kraftigt, og denne patenterede teknologi imødekommer præcist denne markedstendens.
Udsendelsestidspunkt: 14. maj 2026