Nye gjennombrudd iLiNbO3-modulator
Nylig har kinesiske forskere gitt ut et kjernepatent på PDH-laserfrekvenslåseteknologien. Et PDH-laserfrekvenslåsesystem basert på ikke-lineær SOA (Semiconductor Optical Amplifier) for å generere sidebånd. Dette patentet tar sikte på å adressere flere viktige smertepunkter i det tradisjonelle PDH (Pound-Drever-Hall) laserfrekvenslåsesystemet på grunn av bruken av litiumniobat (LiNbO3-modulator) og andre ...elektrooptisk modulator.
1. Hovedproblemene med den tradisjonelle løsningen inkluderer:
1.1 Høye kostnader og kompleks struktur: Tradisjonelle elektrooptiske modulatorer krever komplekse RF-driv- og biaskretser.
1.2 Miljøfølsomhet: Følsom for temperatur- og stressendringer, utsatt for unormale polarisasjonstilstander.
1.3 Restamplitudemodulasjonseffekt (RAM-effekt): Dette forårsaker DC-forspenning i feilsignalet, noe som fører til drift av laserens låsepunkt og påvirker systemets langsiktige stabilitet alvorlig.
2. Den innovative løsningen som forskerteamet foreslår er:
Legg helt fra deg den tradisjonelle elektrooptiske modulatoren og ta i bruk et samarbeidende design avhalvleder optisk forsterker(SOA-forsterker) kombinert med toveis akustooptiske frekvensskiftere. Det spesifikke arbeidsprinsippet er: Etter å ha delt frølaseren, blir den presist frekvensskiftet av to toveis akustooptiske frekvensskiftere, noe som genererer en frekvensforskjell, og deretter kombineres de to lysbanene og injiseres i SOA-forsterkeren i forsterkningsmetningstilstand. Ved å bruke de ikke-lineære effektene som firebølgeblanding (FWM) tilSOA-forsterker, genereres flersidebåndsignalene som kreves for PDH-frekvenslåsing effektivt.
3. Denne teknologien gir følgende banebrytende ytelsesfordeler:
3.1 Overvinne RAM-problemet og oppnå ultrahøy langsiktig stabilitet: SOA-forsterkerenheten (vanligvis i en sommerfuglpakke) integrerer temperaturkontroll og er ekstremt ufølsom for miljøforstyrrelser, og unngår RAM-problemet fra den fysiske mekanismen og oppnår en låsenøyaktighet for hulromslengden som er bedre enn 5 × 10⁻¹¹/dag.
3.2 Presis matching av sidebånd, betydelig forbedring i signal-til-støy-forhold: Ved å uavhengig kontrollere forskyvningsmengden til de to toveis akustooptiske frekvensskifterne (100 MHz – 200 MHz) av to spenningsstyrte oscillatorer (VCO), kan frekvensintervallet til de genererte sidebåndene tilpasses perfekt til det frie spektralområdet (FSR) til referansehulrommet, og dermed forbedre signal-til-støy-forholdet til feilsignalet betraktelig.
3.3 Kostnadsreduksjon og effektivitetsforbedring, som bidrar til systemminiatyrisering: Uten den dyre elektrooptiske modulatoren og komplekse kretser krever den optiske SOA-forsterkeren bare enkel strømdrift, noe som gjør hele systemet mer kompakt, lavere i kostnad og mer egnet for høypresisjonslaser-eksterne feltapplikasjoner og miniatyrisering.
3.4 De brede bruksmulighetene og markedsetterspørselen etter denne teknologien inkluderer:
Optiske klokker for romfart og kjøretøy: Dens anti-forstyrrelsesegenskaper oppfyller perfekt kravene innen luftfart og ubemannede kjøretøy.
Kvantegravimetre og kalde atominterferometre: Kan brukes til høypresisjons geologisk utforskning og undervannsnavigasjon.
Høyordens fibersensor og koherent faset array-radar (LiDAR): Kan gi referanselyskilder med ekstremt smal linjebredde og uten drift.
Under trenden med den andre globale kvanterevolusjonen og miniatyriseringen av kvantesensorer har markedets etterspørsel etter autonomt kontrollerbare, rimelige og stabile frekvensstabiliserte lasermoduler økt kraftig, og denne patenterte teknologien møter nettopp denne markedstrenden.
Publiseringstid: 14. mai 2026