פריצות דרך חדשות במודולטור LiNbO3
לאחרונה, חוקרים סינים פרסמו פטנט על המצאה מרכזית בטכנולוגיית נעילת תדר לייזר PDH. מערכת נעילת תדר לייזר PDH המבוססת על SOA לא ליניארי (מגבר אופטי מוליכים למחצה) ליצירת פסי צד. פטנט זה נועד לטפל במספר נקודות כאב מרכזיות במערכת נעילת תדר לייזר PDH (Pound-Drever-Hall) המסורתית עקב השימוש בליתיום ניובט (מודולטור LiNbO3) ובחומרים אחרים.מודולטור אלקטרו-אופטי.
1. הבעיות העיקריות של הפתרון המסורתי כוללות:
1.1 עלות גבוהה ומבנה מורכב: מודולטורים אלקטרו-אופטיים מסורתיים דורשים מעגלי הנעה והטיה RF מורכבים.
1.2 רגישות סביבתית: רגיש לשינויי טמפרטורה ולחץ, נוטה לחריגות במצב הקיטוב.
1.3 אפקט אפנון אמפליטודה שיורית (RAM): זה גורם להטיה של אות השגיאה בזרם ישר, מה שמוביל לסחיפה של נקודת נעילת הלייזר ומשפיע קשות על יציבות המערכת לטווח ארוך.
2. הפתרון החדשני שהוצע על ידי צוות המחקר הוא:
לנטוש לחלוטין את המודולטור האלקטרו-אופטי המסורתי ולאמץ עיצוב שיתופי שלמגבר אופטי מוליך למחצה(מגבר SOA) בשילוב עם מעבירי תדר אקוסטו-אופטיים דו-מסלוליים. עקרון העבודה הספציפי הוא: לאחר פיצול לייזר הזרעים, הוא עובר הסטת תדר מדויקת על ידי שני מעבירי תדר אקוסטו-אופטיים דו-מסלוליים, ויוצרים הפרש תדרים, ולאחר מכן שני נתיבי האור משולבים ומוזרקים למגבר ה-SOA במצב רוויה של הגבר. על ידי ניצול אפקטים לא ליניאריים כגון ערבוב ארבעה גלים (FWM) של ה-מגבר SOA, אותות רב-פס הצד הנדרשים לנעילת תדר PDH נוצרים ביעילות.
3. טכנולוגיה זו מביאה את יתרונות הביצועים המשבשים הבאים:
3.1 התגברות על בעיית ה-RAM והשגת יציבות גבוהה במיוחד לטווח ארוך: התקן מגבר ה-SOA (בדרך כלל במארז פרפר) משלב בקרת טמפרטורה והוא חסין ביותר להפרעות סביבתיות, תוך הימנעות מבעיית ה-RAM מהמנגנון הפיזי ומשיג דיוק נעילת אורך חלל טוב מ-5×10⁻¹¹/יום.
3.2 התאמה מדויקת של פסי צד, שיפור משמעותי ביחס אות לרעש: על ידי שליטה עצמאית בכמות ההזזה של שני מעבירי התדר האקוסטו-אופטיים הדו-מסלוליים (100 מגה-הרץ - 200 מגה-הרץ) על ידי שני מתנדי מתח מבוקרי (VCO), ניתן להתאים באופן מושלם את מרווח התדרים של פסי הצד שנוצרו לטווח הספקטרלי החופשי (FSR) של חלל הייחוס, ובכך לשפר מאוד את יחס אות לרעש של אות השגיאה.
3.3 הפחתת עלויות ושיפור יעילות, התורמים למזעור המערכת: ללא מודולטור אלקטרו-אופטי יקר ומעגלים מורכבים, מגבר אופטי SOA דורש רק הנעת זרם פשוטה, מה שהופך את המערכת כולה לקומפקטית יותר, בעלות נמוכה יותר ומתאימה יותר ליישומי שדה חיצוני לייזר מדויקים ומזעור.
3.4 סיכויי היישום הרחבים וביקוש השוק של טכנולוגיה זו כוללים:
שעונים אופטיים לחלל ולרכב: מאפייני נוגד ההפרעות שלהם עונים בצורה מושלמת על דרישות תחומי התעופה והחלל וכלי הרכב הבלתי מאוישים.
גרווימטרים קוונטיים ואינטרפרומטרים אטומיים קרים: ניתנים לשימוש לחקר גיאולוגי מדויק ולניווט תת-ימי.
חישת סיבים מסדר גבוה ומכ"ם קוהרנטי של מערך פאזה (LiDAR): יכולים לספק מקורות אור ייחוס בעלי רוחב קו צר במיוחד וללא סחיפה.
תחת מגמת המהפכה הקוונטית העולמית השנייה ומזעור חיישנים קוונטיים, גדל בחדות הביקוש בשוק למודולי לייזר אוטונומיים, נשלטים, זולים ויציבים בעלי תדר יציב, וטכנולוגיית פטנט זו עונה בדיוק על מגמת שוק זו.
זמן פרסום: 14 במאי 2026