Новые прорывы вмодулятор LiNbO3
Недавно китайские исследователи получили патент на ключевое изобретение в области технологии лазерной синхронизации частоты PDH. Речь идёт о системе лазерной синхронизации частоты PDH, основанной на нелинейном полупроводниковом оптическом усилителе (SOA) для генерации боковых полос. Этот патент направлен на решение нескольких ключевых проблем традиционной системы лазерной синхронизации частоты PDH (Паунда-Древера-Холла), связанных с использованием ниобата лития (модулятора LiNbO3) и других материалов.электрооптический модулятор.
1. Основные проблемы традиционного решения включают в себя:
1.1 Высокая стоимость и сложная конструкция: Традиционные электрооптические модуляторы требуют сложных схем управления и смещения ВЧ-сигнала.
1.2. Экологическая чувствительность: Чувствителен к изменениям температуры и стрессовым воздействиям, склонен к аномалиям состояния поляризации.
1.3 Эффект остаточной амплитудной модуляции (RAM): Это вызывает смещение постоянного тока сигнала ошибки, что приводит к дрейфу точки фиксации лазера и серьезно влияет на долговременную стабильность системы.
2. Инновационное решение, предложенное исследовательской группой, заключается в следующем:
Полностью отказаться от традиционного электрооптического модулятора и перейти к совместной разработке.полупроводниковый оптический усилитель(Усилитель на основе полупроводникового оптического усилителя) в сочетании с двухканальными акустооптическими частотными сдвигами. Конкретный принцип работы: после разделения исходного лазерного импульса, он точно сдвигается по частоте двумя двухканальными акустооптическими частотными сдвигами, создавая разность частот, а затем два пути света объединяются и вводятся в усилитель на основе полупроводникового оптического усилителя в состоянии насыщения усиления. За счет использования нелинейных эффектов, таких как четырехволновое смешение (FWM)усилитель SOAБлагодаря этому эффективно генерируются многополосные сигналы, необходимые для синхронизации частоты PDH.
3. Эта технология обеспечивает следующие революционные преимущества в производительности:
3.1 Преодоление проблемы оперативной памяти и достижение сверхвысокой долговременной стабильности: Усилитель на основе полупроводникового оптического усилителя (обычно в корпусе типа «бабочка») интегрирует контроль температуры и чрезвычайно нечувствителен к внешним воздействиям, что позволяет избежать проблемы оперативной памяти, возникающей из-за физических механизмов, и достичь точности фиксации длины резонатора лучше, чем 5×10⁻¹¹/день.
3.2 Точное согласование боковых полос, значительное улучшение отношения сигнал/шум: Благодаря независимому управлению величиной сдвига двух двухканальных акустооптических частотных сдвигов (100 МГц – 200 МГц) с помощью двух управляемых напряжением генераторов (ГУН), частотный интервал генерируемых боковых полос может быть идеально согласован со свободным спектральным диапазоном (ССР) эталонного резонатора, что значительно улучшает отношение сигнал/шум сигнала ошибки.
3.3 Снижение затрат и повышение эффективности, способствующие миниатюризации системы: Благодаря отсутствию дорогостоящего электрооптического модулятора и сложных схем, оптический усилитель на основе полупроводникового оптического усилителя (SOA) требует лишь простого управления током, что делает всю систему более компактной, менее дорогой и более подходящей для высокоточных применений лазеров с внешним полем и миниатюризации.
3.4 Широкие перспективы применения и рыночный спрос на данную технологию включают в себя:
Оптические часы для космической и транспортной отраслей: их помехоустойчивость идеально соответствует требованиям аэрокосмической отрасли и сферы беспилотных летательных аппаратов.
Квантовые гравиметры и интерферометры холодных атомов: могут использоваться для высокоточной геологической разведки и подводной навигации.
Высокоточные волоконно-оптические датчики и когерентные фазированные антенные решетки (LiDAR): могут обеспечивать чрезвычайно узкую ширину линии, не подверженные дрейфу эталонные источники света.
В условиях второй глобальной квантовой революции и миниатюризации квантовых датчиков резко возрос рыночный спрос на автономные управляемые, недорогие и стабильные лазерные модули со стабилизацией частоты, и данная запатентованная технология точно отвечает этой рыночной тенденции.
Дата публикации: 14 мая 2026 г.