Mga bagong tagumpay sa LiNbO3 modulator

Mga bagong tagumpay saModulator ng LiNbO3
Kamakailan lamang, naglabas ang mga mananaliksik na Tsino ng isang pangunahing patente sa imbensyon sa teknolohiya ng PDH laser frequency locking. Isang sistema ng PDH laser frequency locking batay sa nonlinear SOA (Semiconductor Optical Amplifier) ​​upang makabuo ng mga sideband. Nilalayon ng patenteng ito na tugunan ang ilang pangunahing problema sa tradisyonal na PDH (Pound-Drever-Hall) laser frequency locking system dahil sa paggamit ng lithium niobate (LiNbO3 modulator) at iba pa.modulator na elektro-optiko.
1. Ang mga pangunahing problema ng tradisyonal na solusyon ay kinabibilangan ng:
1.1 Mataas na gastos at masalimuot na istruktura: Ang mga tradisyunal na electro-optic modulator ay nangangailangan ng masalimuot na RF driving at bias circuits.
1.2 Sensitibo sa kapaligiran: Sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura at stress, madaling kapitan ng mga abnormalidad sa estado ng polarisasyon.
1.3 Epekto ng residual amplitude modulation (RAM): Ito ay nagdudulot ng DC bias ng error signal, na humahantong sa pag-anod ng laser locking point at malubhang nakakaapekto sa pangmatagalang katatagan ng sistema.
2. Ang makabagong solusyon na iminungkahi ng pangkat ng pananaliksik ay:
Ganap na talikuran ang tradisyonal na electro-optic modulator at gamitin ang isang kolaboratibong disenyo ngsemiconductor optical amplifier(SOA amplifier) ​​na sinamahan ng dual-path acousto-optic frequency shifters. Ang partikular na prinsipyo ng paggana ay: Pagkatapos hatiin ang seed laser, ito ay tumpak na inililipat ng dalawang dual-path acousto-optic frequency shifters, na bumubuo ng pagkakaiba sa frequency, at pagkatapos ay ang dalawang landas ng liwanag ay pinagsama at ini-inject sa SOA amplifier sa gain saturation state. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga nonlinear effect tulad ng four-wave mixing (FWM) ngPang-amplifier ng SOA, ang mga multi-sideband signal na kinakailangan para sa PDH frequency locking ay mahusay na nalilikha.
3. Ang teknolohiyang ito ay nagdudulot ng mga sumusunod na bentahe sa nakakagambalang pagganap:
3.1 Pagtagumpayan ang problema sa RAM at pagkamit ng napakataas na pangmatagalang katatagan: Ang SOA amplifier device (karaniwan ay nasa isang butterfly package) ay may kasamang kontrol sa temperatura at lubhang hindi sensitibo sa mga kaguluhan sa kapaligiran, na iniiwasan ang problema sa RAM mula sa pisikal na mekanismo at nakakamit ang katumpakan ng pag-lock ng haba ng cavity nang mas mahusay kaysa sa 5×10⁻¹¹/araw.
3.2 Tumpak na pagtutugma ng mga sideband, makabuluhang pagpapabuti sa signal-to-noise ratio: Sa pamamagitan ng malayang pagkontrol sa dami ng shift ng dalawang dual-path acousto-optic frequency shifter (100 MHz – 200 MHz) sa pamamagitan ng dalawang voltage-controlled oscillator (VCO), ang frequency interval ng mga nabuong sideband ay maaaring perpektong maitugma sa free spectral range (FSR) ng reference cavity, sa gayon ay lubos na nagpapabuti sa signal-to-noise ratio ng error signal.
3.3 Pagbabawas ng gastos at pagpapabuti ng kahusayan, nakakatulong sa pagpapaliit ng sistema: Kung wala ang mamahaling electro-optic modulator at mga kumplikadong circuit, ang SOA optical amplifier ay nangangailangan lamang ng simpleng current drive, na ginagawang mas siksik, mas mababa ang gastos, at mas angkop para sa mga aplikasyon at pagpapaliit ng high-precision laser external field.
3.4 Ang malawak na posibilidad ng aplikasyon at pangangailangan sa merkado ng teknolohiyang ito ay kinabibilangan ng:
Mga orasang optikal para sa kalawakan at sasakyan: Ang mga katangian nitong anti-disturbance ay perpektong nakakatugon sa mga kinakailangan ng aerospace at mga unmanned vehicle field.
Mga quantum gravimeter at cold atomic interferometer: Maaaring gamitin para sa high-precision na heological exploration at nabigasyon sa ilalim ng tubig.
High-order fiber sensing at coherent phased array radar (LiDAR): Kayang magbigay ng napakakitid na linewidth, drift-free reference light sources.
Sa ilalim ng kalakaran ng ikalawang pandaigdigang rebolusyong quantum at pagpapaliit ng mga quantum sensor, ang pangangailangan sa merkado para sa mga autonomous controllable, low-cost, at stable frequency-stabilized laser module module ay lubhang tumaas, at ang patenteng teknolohiyang ito ay tiyak na nakakatugon sa kalakaran ng merkado na ito.