Novos avances no modulador de LiNbO3

Novos avances enModulador de LiNbO3
Recentemente, investigadores chineses publicaron unha patente de invención fundamental sobre a tecnoloxía de bloqueo de frecuencia láser PDH. Un sistema de bloqueo de frecuencia láser PDH baseado en SOA (amplificador óptico de semicondutores) non lineal para xerar bandas laterais. Esta patente ten como obxectivo abordar varios puntos débiles clave no sistema tradicional de bloqueo de frecuencia láser PDH (Pound-Drever-Hall) debido ao uso de niobato de litio (modulador de LiNbO3) e outros...modulador electroóptico.
1. Os principais problemas da solución tradicional inclúen:
1.1 Alto custo e estrutura complexa: os moduladores electroópticos tradicionais requiren circuítos complexos de polarización e control de RF.
1.2 Sensibilidade ambiental: Sensible aos cambios de temperatura e tensión, propenso a anomalías no estado de polarización.
1.3 Efecto de modulación de amplitude residual (RAM): Isto provoca a polarización de CC do sinal de erro, o que leva á deriva do punto de bloqueo do láser e afecta gravemente a estabilidade a longo prazo do sistema.
2. A solución innovadora proposta polo equipo de investigación é:
Abandonar completamente o modulador electroóptico tradicional e adoptar un deseño colaborativo deamplificador óptico de semicondutores(Amplificador SOA) combinado con desprazadores de frecuencia acustoópticos de dobre ruta. O principio de funcionamento específico é: despois de dividir o láser semente, este desprázase con precisión en frecuencia mediante dous desprazadores de frecuencia acustoópticos de dobre ruta, xerando unha diferenza de frecuencia, e logo as dúas rutas de luz combínanse e inxéctanse no amplificador SOA no estado de saturación de ganancia. Ao utilizar os efectos non lineais como a mestura de catro ondas (FWM) doAmplificador SOA, os sinais de banda lateral múltiples necesarios para o bloqueo de frecuencia PDH xéranse de forma eficiente.
3. Esta tecnoloxía achega as seguintes vantaxes de rendemento disruptivas:
3.1 Superación do problema da RAM e acadar unha estabilidade ultraelevada a longo prazo: o dispositivo amplificador SOA (xeralmente nun paquete de bolboreta) integra control de temperatura e é extremadamente insensible ás perturbacións ambientais, evitando o problema da RAM do mecanismo físico e acadando unha precisión de bloqueo da lonxitude da cavidade mellor que 5×10⁻¹¹/día.
3.2 Axuste preciso das bandas laterais, mellora significativa na relación sinal-ruído: Ao controlar independentemente a cantidade de desprazamento dos dous desprazadores de frecuencia acustoópticos de dobre ruta (100 MHz - 200 MHz) mediante dous osciladores controlados por tensión (VCO), o intervalo de frecuencia das bandas laterais xeradas pódese axustar perfectamente co rango espectral libre (FSR) da cavidade de referencia, mellorando así en gran medida a relación sinal-ruído do sinal de erro.
3.3 Redución de custos e mellora da eficiencia, o que favorece a miniaturización do sistema: sen o caro modulador electroóptico e os circuítos complexos, o amplificador óptico SOA só require unha simple alimentación de corrente, o que fai que todo o sistema sexa máis compacto, de menor custo e máis axeitado para aplicacións de campo externo láser de alta precisión e miniaturización.
3.4 As amplas perspectivas de aplicación e a demanda do mercado desta tecnoloxía inclúen:
Reloxos ópticos espaciais e para vehículos: as súas características antiperturbacións cumpren perfectamente os requisitos dos campos aeroespacial e de vehículos non tripulados.
Gravímetros cuánticos e interferómetros atómicos fríos: pódense empregar para a exploración xeolóxica de alta precisión e a navegación subacuática.
Detección de fibra de alta orde e radar de matriz en fase coherente (LiDAR): pode proporcionar fontes de luz de referencia sen deriva e con ancho de liña extremadamente estreito.
Baixo a tendencia da segunda revolución cuántica global e a miniaturización dos sensores cuánticos, a demanda do mercado de módulos láser autónomos, controlables, de baixo custo e con estabilización de frecuencia aumentou drasticamente, e esta tecnoloxía patentada cumpre precisamente con esta tendencia do mercado.