Нови пробиви вLiNbO3 модулатор
Наскоро китайски изследователи публикуваха патент за основно изобретение на технологията за заключване на честотата на лазера PDH. Система за заключване на честотата на лазера PDH, базирана на нелинеен SOA (полупроводников оптичен усилвател) за генериране на странични ленти. Този патент има за цел да се справи с няколко ключови проблемни точки в традиционната система за заключване на честотата на лазера PDH (Pound-Drever-Hall), дължащи се на използването на литиев ниобат (LiNbO3 модулатор) и други.електрооптичен модулатор.
1. Основните проблеми на традиционното решение включват:
1.1 Висока цена и сложна структура: Традиционните електрооптични модулатори изискват сложни RF управляващи и отклоняващи схеми.
1.2 Чувствителност към околната среда: Чувствителен към промени в температурата и напрежението, склонен към аномалии в състоянието на поляризация.
1.3 Ефект на остатъчна амплитудна модулация (RAM): Това причинява постояннотоково отклонение на сигнала за грешка, което води до отклонение на точката на заключване на лазера и сериозно засяга дългосрочната стабилност на системата.
2. Иновативното решение, предложено от изследователския екип, е:
Напълно изоставете традиционния електрооптичен модулатор и приемете съвместен дизайн наполупроводников оптичен усилвател(SOA усилвател), комбиниран с двуканални акустооптични честотни превключватели. Специфичният принцип на работа е: След разделяне на лазерния семеен лъч, той се прецизно измества честотата от два двуканални акустооптични честотни превключватели, генерирайки честотна разлика, след което двата пътя на светлината се комбинират и се инжектират в SOA усилвателя в състояние на насищане на усилването. Чрез използване на нелинейни ефекти, като например четиривълново смесване (FWM) наSOA усилвател, многолентовите сигнали, необходими за PDH честотно заключване, се генерират ефективно.
3. Тази технология носи следните революционни предимства по отношение на производителността:
3.1 Преодоляване на проблема с RAM паметта и постигане на ултрависока дългосрочна стабилност: Устройството за усилване SOA (обикновено в корпус тип „пеперуда“) интегрира контрол на температурата и е изключително нечувствително към смущения в околната среда, като по този начин се избягва проблемът с RAM паметта от физическия механизъм и се постига точност на заключване по дължина на кухината, по-добра от 5×10⁻¹¹/ден.
3.2 Прецизно съвпадение на страничните ленти, значително подобрение в съотношението сигнал/шум: Чрез независимо контролиране на количеството на изместване на двата двупътни акустооптични честотни превключватели (100 MHz – 200 MHz) от два осцилатора с управление на напрежението (VCO), честотният интервал на генерираните странични ленти може да бъде перфектно съвпаден със свободния спектрален диапазон (FSR) на референтната резонаторна кухина, като по този начин значително се подобрява съотношението сигнал/шум на сигнала за грешка.
3.3 Намаляване на разходите и подобряване на ефективността, благоприятстващи миниатюризацията на системата: Без скъпия електрооптичен модулатор и сложни схеми, оптичният усилвател SOA изисква само просто токово задвижване, което прави цялата система по-компактна, по-евтина и по-подходяща за високопрецизни лазерни приложения и миниатюризация.
3.4 Широките перспективи за приложение и пазарното търсене на тази технология включват:
Космически и автомобилни оптични часовници: Характеристиките им против смущения отговарят перфектно на изискванията на аерокосмическата индустрия и безпилотните превозни средства.
Квантови гравиметри и студени атомни интерферометри: Могат да се използват за високопрецизни геоложки проучвания и подводна навигация.
Висококачествен оптичен сензор и кохерентен фазиран радар (LiDAR): Може да осигури изключително тясна ширина на линията, без дрейф, референтни светлинни източници.
В условията на втората глобална квантова революция и миниатюризация на квантовите сензори, пазарното търсене на автономно управляеми, евтини и стабилни честотно-стабилизирани лазерни модули рязко се е увеличило, а тази патентована технология точно отговаря на тази пазарна тенденция.
Време на публикуване: 14 май 2026 г.