پیشرفتهای جدید درمدولاتور LiNbO3
اخیراً، محققان چینی یک اختراع اصلی در زمینه فناوری قفل فرکانس لیزری PDH منتشر کردهاند. یک سیستم قفل فرکانس لیزری PDH مبتنی بر SOA غیرخطی (تقویتکننده نوری نیمهرسانا) برای تولید باندهای جانبی. هدف این اختراع، پرداختن به چندین نقطه ضعف کلیدی در سیستم قفل فرکانس لیزری سنتی PDH (پوند-درور-هال) به دلیل استفاده از نیوبات لیتیوم (مدولاتور LiNbO3) و سایر موارد است.مدولاتور الکترواپتیکی.
۱. مشکلات اصلی راهحل سنتی عبارتند از:
۱.۱ هزینه بالا و ساختار پیچیده: مدولاتورهای الکترواپتیکی سنتی به مدارهای راهانداز و بایاس RF پیچیده نیاز دارند.
۱.۲ حساسیت محیطی: حساس به تغییرات دما و استرس، مستعد ناهنجاریهای حالت قطبش.
۱.۳ اثر مدولاسیون دامنه باقیمانده (RAM): این اثر باعث بایاس DC سیگنال خطا میشود که منجر به رانش نقطه قفل لیزر شده و پایداری بلندمدت سیستم را به طور جدی تحت تأثیر قرار میدهد.
۲. راه حل نوآورانه ارائه شده توسط تیم تحقیقاتی عبارت است از:
مدولاتور الکترواپتیکی سنتی را کاملاً کنار بگذارید و یک طراحی مشارکتی را اتخاذ کنید.تقویتکننده نوری نیمههادی(تقویتکننده SOA) همراه با شیفتدهندههای فرکانس آکوستواپتیک دو مسیره. اصل کار خاص این است: پس از تقسیم لیزر بذر، فرکانس آن دقیقاً توسط دو شیفتدهنده فرکانس آکوستواپتیک دو مسیره تغییر میکند و اختلاف فرکانس ایجاد میکند و سپس دو مسیر نور با هم ترکیب شده و در حالت اشباع بهره به تقویتکننده SOA تزریق میشوند. با استفاده از اثرات غیرخطی مانند اختلاط چهار موج (FWM)تقویتکننده SOA، سیگنالهای چند باند جانبی مورد نیاز برای قفل فرکانسی PDH به طور مؤثر تولید میشوند.
۳. این فناوری مزایای عملکردی شگفتانگیز زیر را به همراه دارد:
۳.۱ غلبه بر مشکل RAM و دستیابی به پایداری بلندمدت فوقالعاده بالا: دستگاه تقویتکننده SOA (معمولاً در یک بسته پروانهای) کنترل دما را یکپارچه میکند و نسبت به اختلالات محیطی بسیار غیرحساس است، از مشکل RAM ناشی از مکانیسم فیزیکی جلوگیری میکند و به دقت قفل طول حفره بهتر از ۵×۱۰⁻¹¹/day دست مییابد.
۳.۲ تطبیق دقیق باندهای کناری، بهبود قابل توجه در نسبت سیگنال به نویز: با کنترل مستقل میزان جابجایی دو شیفتدهنده فرکانس آکوستو-اپتیک دو مسیره (۱۰۰ مگاهرتز - ۲۰۰ مگاهرتز) توسط دو نوسانساز کنترلشده با ولتاژ (VCO)، فاصله فرکانسی باندهای کناری تولید شده میتواند کاملاً با محدوده طیفی آزاد (FSR) حفره مرجع تطبیق داده شود و در نتیجه نسبت سیگنال به نویز سیگنال خطا را تا حد زیادی بهبود بخشد.
۳.۳ کاهش هزینه و بهبود کارایی، منجر به کوچکسازی سیستم: بدون مدولاتور الکترواپتیکی گرانقیمت و مدارهای پیچیده، تقویتکننده نوری SOA فقط به یک درایو جریان ساده نیاز دارد که کل سیستم را فشردهتر، کمهزینهتر و مناسبتر برای کاربردهای میدان خارجی لیزر با دقت بالا و کوچکسازی میکند.
۳.۴ چشمانداز کاربرد گسترده و تقاضای بازار این فناوری شامل موارد زیر است:
ساعتهای نوری فضایی و خودرویی: ویژگیهای ضد اختلال آن کاملاً الزامات حوزههای هوافضا و خودروهای بدون سرنشین را برآورده میکند.
گرانشسنجهای کوانتومی و تداخلسنجهای اتمی سرد: میتوانند برای اکتشافات زمینشناسی با دقت بالا و ناوبری زیر آب مورد استفاده قرار گیرند.
حسگر فیبر نوری مرتبه بالا و رادار آرایه فازی همدوس (LiDAR): میتواند منابع نور مرجع بدون رانش و با پهنای خط بسیار باریک ارائه دهد.
تحت روند دومین انقلاب کوانتومی جهانی و کوچکسازی حسگرهای کوانتومی، تقاضای بازار برای ماژولهای لیزر با فرکانس پایدار، کمهزینه و قابل کنترل مستقل به شدت افزایش یافته است و این فناوری ثبت اختراع دقیقاً با این روند بازار مطابقت دارد.
زمان ارسال: ۱۴ مه ۲۰۲۶