براندازی مدولاتور سنتی LiNbO3

براندازی سنتمدولاتور LiNbO3
اخیراً، یک تیم تحقیقاتی در چین، پتنتی برای فناوری قفل فرکانس لیزری با استفاده از مدولاتور LiNbO3 منتشر کرده است. هسته اصلی این پتنت، یک سیستم قفل فرکانس لیزری PDH (Pound Driver Hall) جدید است که روش‌های سنتی را متحول می‌کند.
۱. نقاط ضعف فناوری سنتی:
سیستم‌های قفل فرکانسی PDH سنتی معمولاً از نیوبات لیتیوم (LiNbO3) استفاده می‌کنند.مدولاتور الکترواپتیکیبرای تولید باندهای جانبی نوری مورد نیاز. این رویکرد سه مشکل اصلی دارد: هزینه بالا و ساختار پیچیده (نیاز به مدارهای درایور RF پیچیده)، حساسیت به محیط (تغییرات دما و تنش می‌تواند به راحتی منجر به عملکرد ناپایدار شود) و اثرات مدولاسیون دامنه باقیمانده (RAM)، که می‌تواند باعث رانش سیگنال قفل شود و به طور جدی بر پایداری طولانی مدت سیستم تأثیر بگذارد.
۲. راهکارهای نوآورانه:
تیم‌های تحقیقاتی چینی به طور کامل مدولاتور الکترواپتیکی سنتی را کنار گذاشته‌اند. نوآوری اصلی در طراحی مشترک «تقویت‌کننده نوری نیمه‌رسانا (تقویت‌کننده SOA) همراه با تغییردهنده فرکانس آکوستواپتیکی دو کاناله (مدولاتور AOM)» نهفته است. اصل خاص این است: پس از تقسیم پرتو لیزر دانه‌ای، دومدولاتور AOMبرای تغییر دقیق فرکانس استفاده می‌شوند و سپس این دو پرتو نور در حالت اشباع بهره به تقویت‌کننده SOA تزریق می‌شوند. با استفاده از اثرات غیرخطی مانند اختلاط چهار موج (FWM) در داخل، سیگنال چند باند جانبی مورد نیاز برای قفل فرکانس PDH را به طور مؤثر تولید کنید.تقویت‌کننده SOA.
۳. مزایای عملکردی ناشی از:
پایداری نهایی: دستگاه‌های SOA (مانند بسته‌بندی پروانه‌ای) با کنترل دما یکپارچه شده‌اند و نسبت به اختلالات محیطی غیر حساس هستند، که به طور مؤثر اثرات RAM را از یک مکانیسم فیزیکی حذف کرده و به قفل شدن طولانی مدت با دقت بسیار بالا (بهتر از 5 × 10⁻¹¹/روز) دست می‌یابند.
نسبت سیگنال به نویز بالا: با کنترل مستقل تغییر فرکانس مدولاتور AOM دوگانه، می‌توان به تطبیق دقیقی بین فرکانس باند جانبی و محدوده طیفی آزاد (FSR) حفره مرجع دست یافت و در نتیجه نسبت سیگنال به نویز سیگنال خطا را تا حد زیادی بهبود بخشید.
کاهش هزینه و کوچک‌سازی: تقویت‌کننده SOA مدولاتورهای الکترواپتیکی گران‌قیمت و مدارهای پیچیده را حذف می‌کند و تنها به یک محرک جریان ساده نیاز دارد. این امر سیستم را فشرده‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند که منجر به کوچک‌سازی و کاربردی شدن تجهیزات می‌شود.
۴. چشم‌انداز کاربرد و تقاضای بازار:
این فناوری دقیقاً پاسخگوی تقاضای فزاینده برای منابع لیزر فوق پایدار در توسعه فناوری کوانتومی است و چشم‌انداز کاربردهای گسترده‌ای دارد، از جمله:
ساعت نوری قابل نصب در فضا و خودرو (باید در برابر ارتعاشات شدید مقاوم باشد).
گرانش‌سنج کوانتومی و تداخل‌سنج اتم سرد (مورد استفاده برای اکتشافات زمین‌شناسی و ناوبری زیر آب).
حسگر فیبر نوری پیشرفته و لیدار
در بازار فعلی، به ویژه در زمینه‌های تحقیقات علمی، صنایع نظامی و هوافضای تجاری، افزایش شدیدی در تقاضا برای ماژول‌های لیزری با قابلیت کنترل مستقل، کم‌هزینه و فرکانس بسیار پایدار از سوی شرکت‌ها وجود دارد. این فناوری ثبت اختراع شده دقیقاً این روند بازار را به تصویر می‌کشد.