Nya genombrott inomLiNbO3-modulator
Nyligen har kinesiska forskare släppt ett kärnpatent för PDH-laserfrekvenslåsningstekniken. Ett PDH-laserfrekvenslåsningssystem baserat på ickelinjär SOA (Semiconductor Optical Amplifier) för att generera sidband. Detta patent syftar till att åtgärda flera viktiga problemområden i det traditionella PDH (Pound-Drever-Hall) laserfrekvenslåsningssystemet på grund av användningen av litiumniobat (LiNbO3-modulator) och andra...elektrooptisk modulator.
1. Huvudproblemen med den traditionella lösningen inkluderar:
1.1 Hög kostnad och komplex struktur: Traditionella elektrooptiska modulatorer kräver komplexa RF-driv- och förspänningskretsar.
1.2 Miljökänslighet: Känslig för temperatur- och stressförändringar, benägen för avvikelser i polarisationstillståndet.
1.3 RAM-effekt (Residual amplitude modulering): Detta orsakar DC-förspänning i felsignalen, vilket leder till avdrift av laserns låspunkt och allvarligt påverkar systemets långsiktiga stabilitet.
2. Den innovativa lösningen som föreslås av forskargruppen är:
Överge helt den traditionella elektrooptiska modulatorn och anta en samarbetsinriktad design avhalvledaroptisk förstärkare(SOA-förstärkare) kombinerad med tvåvägs akustooptiska frekvensskiftare. Den specifika arbetsprincipen är: Efter att ha delat frölasern frekvensskiftas den exakt av två tvåvägs akustooptiska frekvensskiftare, vilket genererar en frekvensskillnad, och sedan kombineras de två ljusbanorna och injiceras i SOA-förstärkaren i mättnadstillståndet. Genom att använda ickelinjära effekter som fyrvågsblandning (FWM) hosSOA-förstärkare, genereras de flersidbandssignaler som krävs för PDH-frekvenslåsning effektivt.
3. Denna teknik ger följande omvälvande prestandafördelar:
3.1 Att övervinna RAM-problemet och uppnå ultrahög långsiktig stabilitet: SOA-förstärkarenheten (vanligtvis i ett fjärilskapsel) integrerar temperaturkontroll och är extremt okänslig för miljöstörningar, vilket undviker RAM-problemet från den fysiska mekanismen och uppnår en låsnoggrannhet för kavitetslängden som är bättre än 5×10⁻¹¹/dag.
3.2 Exakt matchning av sidband, betydande förbättring av signal-brusförhållandet: Genom att oberoende styra förskjutningsmängden för de två akustooptiska frekvensskiftarna med två banor (100 MHz – 200 MHz) med två spänningsstyrda oscillatorer (VCO), kan frekvensintervallet för de genererade sidbanden matchas perfekt med referenskavitetens fria spektralområde (FSR), vilket avsevärt förbättrar signal-brusförhållandet för felsignalen.
3.3 Kostnadsminskning och effektivitetsförbättring, vilket bidrar till systemminiatyrisering: Utan den dyra elektrooptiska modulatorn och komplexa kretsar kräver den optiska SOA-förstärkaren endast en enkel strömdrivning, vilket gör hela systemet mer kompakt, billigare och mer lämpligt för högprecisionsapplikationer med laser i externa fält och miniatyrisering.
3.4 De breda tillämpningsmöjligheterna och marknadsefterfrågan för denna teknik inkluderar:
Optiska klockor för rymd och fordon: Dess störningssäkra egenskaper uppfyller perfekt kraven inom flyg- och rymdfart och obemannade fordon.
Kvantgravimetrar och kalla atominterferometrar: Kan användas för geologisk utforskning med hög precision och undervattensnavigering.
Högordningsfiberavkänning och koherent fasstyrd radar (LiDAR): Kan tillhandahålla referensljuskällor med extremt smal linjebredd och utan drift.
Under trenden med den andra globala kvantrevolutionen och miniatyriseringen av kvantsensorer har marknadens efterfrågan på autonoma styrbara, billiga och stabila frekvensstabiliserade lasermoduler ökat kraftigt, och denna patenterade teknik möter exakt denna marknadstrend.
Publiceringstid: 14 maj 2026