기존 LiNbO3 변조기를 뒤집다

전통을 전복하다LiNbO3 변조기
최근 중국의 한 연구팀이 LiNbO3 변조기를 이용한 레이저 주파수 잠금 기술에 대한 발명 특허를 출원했습니다. 이 특허의 핵심은 기존 방식을 뒤집는 혁신적인 PDH(Pound Driver Hall) 레이저 주파수 잠금 시스템입니다.
1. 기존 기술의 문제점:
기존의 PDH 주파수 잠금 시스템은 일반적으로 니오브산리튬(LiNbO3)을 사용합니다.전기광학 변조기필요한 광 측파대를 생성하기 위해 이 방식을 사용하지만, 세 가지 주요 문제점이 있습니다. 높은 비용과 복잡한 구조(복잡한 RF 구동 회로 필요), 환경에 대한 민감성(온도 및 스트레스 변화로 인해 성능 불안정 발생 가능성), 그리고 잔류 진폭 변조(RAM) 효과로 인해 록 신호 드리프트가 발생하고 시스템의 장기적인 안정성에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 점입니다.
2. 혁신적인 솔루션:
중국 연구팀은 기존의 전기광학 변조기를 완전히 버렸습니다. 핵심 혁신은 "반도체 광 증폭기(SOA 증폭기)와 이중 채널 음향광학 주파수 변환기(AOM 변조기)를 결합한 공동 설계"에 있습니다. 구체적인 원리는 다음과 같습니다. 시드 레이저 빔을 분할한 후, 두 개의 빔을 각각 분리합니다.AOM 변조기정밀한 주파수 변환에 사용된 후, 이 두 개의 광선은 이득 포화 상태의 SOA 증폭기에 주입됩니다. 4파 혼합(FWM)과 같은 비선형 효과를 활용하여 PDH 주파수 잠금에 필요한 다중 측파대 신호를 효율적으로 생성합니다.SOA 증폭기.
3. 성능상의 이점은 다음과 같습니다.
최상의 안정성: SOA 장치(예: 버터플라이 패키징)는 온도 제어 기능이 통합되어 환경적 교란에 영향을 받지 않으므로 물리적 메커니즘에서 발생하는 RAM 효과를 효과적으로 제거하고 초고정밀 장기 잠금(5 × 10⁻¹¹/일 이상)을 구현합니다.
높은 신호 대 잡음비: 이중 AOM 변조기의 주파수 편이를 독립적으로 제어함으로써 측파대 주파수와 기준 공진기의 자유 스펙트럼 범위(FSR) 간의 정밀한 정합을 달성할 수 있어 오차 신호의 신호 대 잡음비를 크게 향상시킬 수 있습니다.
비용 절감 및 소형화: SOA 증폭기는 고가의 전기광학 변조기와 복잡한 회로를 제거하고 간단한 전류 구동만으로 작동합니다. 따라서 시스템이 더욱 소형화되고 비용 효율성이 높아져 장비의 소형화 및 실용화에 기여합니다.
4. 적용 전망 및 시장 수요:
이 기술은 양자 기술 개발에서 폭발적으로 증가하는 초안정 레이저 광원 수요를 정확하게 충족하며, 다음과 같은 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.
우주 및 차량 장착형 조명 시계(심한 진동에 견뎌야 함).
양자 중력계 및 저온 원자 간섭계(지질 탐사 및 수중 항해에 사용됨).
첨단 광섬유 센싱 및 LiDAR 기술.
현재 시장, 특히 과학 연구, 군사 산업 및 상업 항공 우주 분야에서 기업들은 독립적으로 제어 가능하고 저렴하며 주파수 안정성이 뛰어난 레이저 모듈에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 본 특허 기술은 이러한 시장 트렌드를 정확하게 포착합니다.