Mengubah modulator LiNbO3 tradisional

Menggulingkan tradisiModulator LiNbO3
Baru-baru ini, sebuah tim peneliti di Tiongkok telah menerbitkan paten penemuan untuk teknologi penguncian frekuensi laser menggunakan modulator LiNbO3. Inti dari paten tersebut adalah sistem penguncian frekuensi laser PDH (Pound Driver Hall) baru yang mengubah metode tradisional.
1. Kelemahan teknologi tradisional:
Sistem penguncian frekuensi PDH tradisional umumnya menggunakan litium niobat (LiNbO3).modulator elektro-optikuntuk menghasilkan sideband optik yang dibutuhkan. Pendekatan ini memiliki tiga masalah utama: biaya tinggi dan struktur kompleks (membutuhkan sirkuit penggerak RF yang kompleks), sensitivitas terhadap lingkungan (perubahan suhu dan tekanan dapat dengan mudah menyebabkan kinerja yang tidak stabil), dan efek modulasi amplitudo residual (RAM), yang dapat menyebabkan pergeseran sinyal penguncian dan sangat memengaruhi stabilitas jangka panjang sistem.
2. Solusi inovatif:
Tim peneliti Tiongkok telah sepenuhnya meninggalkan modulator elektro-optik tradisional. Inovasi intinya terletak pada desain kolaboratif "penguat optik semikonduktor (penguat SOA) yang dikombinasikan dengan penggeser frekuensi akusto-optik saluran ganda (modulator AOM)". Prinsip spesifiknya adalah: setelah membagi berkas laser awal, duaModulator AOMDigunakan untuk pergeseran frekuensi yang presisi, dan kemudian kedua berkas cahaya ini disuntikkan ke dalam penguat SOA dalam keadaan saturasi penguatan. Secara efisien menghasilkan sinyal multi-sideband yang diperlukan untuk penguncian frekuensi PDH dengan memanfaatkan efek nonlinier seperti pencampuran empat gelombang (FWM) di dalamPenguat SOA.
3. Keunggulan kinerja yang dihasilkan oleh:
Stabilitas tertinggi: Perangkat SOA (seperti kemasan kupu-kupu) terintegrasi dengan kontrol suhu dan tidak peka terhadap gangguan lingkungan, secara efektif menghilangkan efek RAM dari mekanisme fisik dan mencapai penguncian jangka panjang dengan presisi ultra tinggi (lebih baik dari 5 × 10⁻¹¹/hari).
Rasio sinyal terhadap derau yang tinggi: Dengan mengontrol pergeseran frekuensi modulator AOM ganda secara independen, dimungkinkan untuk mencapai pencocokan yang tepat antara frekuensi pita samping dan rentang spektral bebas (FSR) dari rongga referensi, sehingga sangat meningkatkan rasio sinyal terhadap derau dari sinyal kesalahan.
Pengurangan biaya dan miniaturisasi: Penguat SOA menghilangkan modulator elektro-optik yang mahal dan sirkuit kompleks, hanya membutuhkan penggerak arus sederhana. Hal ini membuat sistem lebih ringkas dan hemat biaya, yang kondusif untuk mencapai miniaturisasi dan kepraktisan peralatan.
4. Prospek aplikasi dan permintaan pasar:
Teknologi ini secara tepat memenuhi permintaan yang sangat besar akan sumber laser ultra stabil dalam pengembangan teknologi kuantum, dan memiliki prospek aplikasi yang luas, termasuk:
Jam lampu yang dipasang di ruang angkasa dan kendaraan (harus tahan terhadap getaran hebat).
Gravimeter kuantum dan interferometer atom dingin (digunakan untuk eksplorasi geologi dan navigasi bawah air).
Penginderaan serat optik canggih dan LiDAR.
Di pasar saat ini, khususnya di bidang penelitian ilmiah, industri militer, dan penerbangan komersial, terdapat peningkatan tajam permintaan akan modul laser yang dapat dikontrol secara independen, berbiaya rendah, dan memiliki frekuensi stabil yang tinggi dari berbagai perusahaan. Teknologi yang dipatenkan ini secara tepat menangkap tren pasar tersebut.