Pagbabago sa tradisyonal na LiNbO3 modulator

Pagbabago sa tradisyonalModulator ng LiNbO3
Kamakailan lamang, isang pangkat ng pananaliksik sa Tsina ang naglathala ng isang patent para sa imbensyon para sa teknolohiya ng laser frequency locking gamit ang LiNbO3 modulator. Ang pangunahing bahagi ng patent ay isang nobelang PDH (Pound Driver Hall) laser frequency locking system na nagpapabago sa mga tradisyonal na pamamaraan.
1. Mga problemang dulot ng tradisyonal na teknolohiya:
Karaniwang gumagamit ng lithium niobate (LiNbO3) ang mga tradisyonal na sistema ng pagla-lock ng dalas ng PDHmodulator na elektro-optikoupang makabuo ng mga kinakailangang optical sideband. Ang pamamaraang ito ay may tatlong pangunahing problema: mataas na gastos at kumplikadong istruktura (nangangailangan ng mga kumplikadong RF driver circuit), sensitibidad sa kapaligiran (ang mga pagbabago sa temperatura at stress ay madaling humantong sa hindi matatag na pagganap), at mga epekto ng residual amplitude modulation (RAM), na maaaring magdulot ng lock signal drift at malubhang nakakaapekto sa pangmatagalang katatagan ng sistema.
2. Mga makabagong solusyon:
Ganap nang tinalikuran ng mga pangkat ng pananaliksik na Tsino ang tradisyonal na electro-optic modulator. Ang pangunahing inobasyon ay nakasalalay sa kolaboratibong disenyo ng "semiconductor optical amplifier (SOA amplifier) ​​na sinamahan ng dual channel acousto-optic frequency shifter (AOM modulator)". Ang partikular na prinsipyo ay: pagkatapos hatiin ang seed laser beam, dalawaModulator ng AOMay ginagamit para sa tumpak na frequency shifting, at pagkatapos ay ang dalawang sinag ng liwanag na ito ay ini-inject sa SOA amplifier sa gain saturation state. Mahusay na makabuo ng multi sideband signal na kinakailangan para sa PDH frequency locking sa pamamagitan ng paggamit ng mga nonlinear effect tulad ng four wave mixing (FWM) sa loobPang-amplifier ng SOA.
3. Mga bentahe sa pagganap na dulot ng:
Pinakamataas na katatagan: Ang mga SOA device (tulad ng butterfly packaging) ay isinama sa kontrol ng temperatura at hindi sensitibo sa mga kaguluhan sa kapaligiran, na epektibong nag-aalis ng mga epekto ng RAM mula sa isang pisikal na mekanismo at nakakamit ng ultra-high precision na pangmatagalang pagla-lock (mas mahusay kaysa sa 5 × 10⁻¹¹/araw).
Mataas na signal-to-noise ratio: Sa pamamagitan ng malayang pagkontrol sa frequency shift ng dual AOM modulator, posibleng makamit ang tumpak na pagtutugma sa pagitan ng sideband frequency at ng free spectral range (FSR) ng reference cavity, sa gayon ay lubos na nagpapabuti sa signal-to-noise ratio ng error signal.
Pagbabawas ng gastos at pagpapaliit: Tinatanggal ng SOA amplifier ang mga mamahaling electro-optic modulator at mga kumplikadong circuit, na nangangailangan lamang ng simpleng pagpapatakbo ng kuryente. Ginagawa nitong mas siksik at matipid ang sistema, na nakakatulong sa pagkamit ng pagpapaliit at pagiging praktikal ng kagamitan.
4. Mga prospect ng aplikasyon at demand sa merkado:
Ang teknolohiyang ito ay tiyak na nakakatugon sa mabilis na pangangailangan para sa mga ultra stable na pinagmumulan ng laser sa pag-unlad ng teknolohiyang quantum, at may malawak na posibilidad ng aplikasyon, kabilang ang:
Orasan na may ilaw na nakakabit sa kalawakan at sasakyan (dapat lumalaban sa matinding panginginig).
Quantum gravimeter at cold atom interferometer (ginagamit para sa eksplorasyong heolohikal at nabigasyon sa ilalim ng tubig).
Mas mataas na fiber optic sensing at LiDAR.
Sa kasalukuyang merkado, lalo na sa mga larangan ng siyentipikong pananaliksik, industriya ng militar, at komersyal na aerospace, mayroong matinding pagtaas sa demand para sa mga malayang kontrolado, mababa ang halaga, at lubos na matatag na frequency stable laser modules mula sa mga negosyo. Ang patentadong teknolohiyang ito ay tiyak na nakakakuha ng trend na ito sa merkado.