timtos

Lược tần số điện quang thúc đẩy công nghệ cảm biến quang tử

Kinh tế - Doanh nghiệp
04/02/2025 14:24
Thiết bị chỉ nhỏ cỡ đồng xu nhưng có độ chính xác đến 450 nm ánh sáng, tăng băng thông và cắt giảm nhu cầu năng lượng vi sóng gần 20 lần, cho phép các công nghệ quang tử hiệu quả và tiên tiến hơn, Thiết bị hoạt động ổn định trên 90% phạm vi của nó và loại bỏ nhu cầu điều chỉnh phức tạp.
aa
Hexagon giới thiệu Máy quét 3D thu phóng đầu tiên phục vụ kiểm tra các bộ phận phức tạp Máy quét 3D SmartScan VR800 cải tiến của Hexagon giành Giải thưởng thiết kế xuất sắc Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp

Đây là kết quả của một nhóm các nhà nghiên cứu khoa học đến từ EPFL, Trường Mỏ Colorado và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Theo các nhà nghiên cứu, sáng kiến ​​này có tiềm năng tạo ra các hệ thống quang học thông minh hơn, hiệu quả hơn, mang lại lợi ích cho các ứng dụng từ truyền thông đến cảm biến, giúp thúc đẩy công nghệ cảm biến, quang tử.

Đổi mới quang học thế hệ tiếp theo

Được biết, lược tần số là công cụ thiết yếu trong lĩnh vực quang học đương đại. Các công cụ này đóng vai trò như thước đo ánh sáng, tạo điều kiện cho sự tiến bộ trong thiên văn học, giám sát môi trường và viễn thông.

Việc tạo ra lược tần số nhỏ và hiệu quả rất khó khăn. Được giới thiệu vào năm 1993, lược tần số điện quang đã chứng minh có triển vọng trong việc sản xuất lược quang bằng phương pháp điều chế pha tầng, nhưng do yêu cầu công suất cao và băng thông hạn chế, những tiến bộ đã bị đình trệ. Kết quả là, laser femto giây và lược vi Kerr soliton đã chiếm lĩnh lĩnh vực này. Mặc dù chúng hiệu quả, nhưng công suất cao và khả năng điều chỉnh phức tạp của chúng đã hạn chế khi ứng dụng vào thực tế.

Lược tần số điện quang thúc đẩy công nghệ cảm biến quang tử
Lược tần quang sử dụng trong máy phát tần số với 2000 đường lược bao phủ phổ 450nm được tạo ra trên diện tích nhỏ hơn 1cm2 ( Ảnh: Junyin Zhang)

Tuy nhiên, trong những sáng chế gần đây, với các vật liệu mới như lithium niobate sử dụng trong mạch quang điện tích hợp màng mỏng đã có hiệu ứng tốt. Tính lưỡng chiết (chùm ánh sáng phân tách) của lithium niobate cũng thiết lập giới hạn tối đa cho băng thông, khiến băng thông rộng với công suất thấp hơn trở nên khó khăn.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một máy phát tần số lược quang điện sử dụng nền tảng lithium tantalate mới, với độ lưỡng chiết nội tại thấp hơn 17 lần so với lithium niobate, kết hợp các thiết kế mạch quang và vi sóng tiên tiến.

Sự đổi mới này đạt được phạm vi phổ 450 nm, phá kỷ lục và tạo ra hơn 2000 đường lược. Ngoài ra, nó mở rộng đáng kể băng thông và giảm yêu cầu về công suất vi sóng gần 20 lần so với các thiết kế trước đó, mở đường cho các công nghệ quang tử hiệu quả hơn.

Kỹ thuật tần số tiên tiến

Máy phát tần số điện quang cải tiến có cấu trúc “cộng hưởng ba tích hợp” có sử dụng lược tần số điện quang.

Thiết kế này hài hòa ba trường cộng hưởng hai quang học và một vi sóng thông qua một hệ thống được thiết kế chung kết hợp các mạch vi sóng đơn khối với các thành phần quang tử. Một bộ cộng hưởng ống dẫn sóng đồng phẳng phân tán được nhúng trong các mạch tích hợp quang tử liti tantalate giúp tăng cường đáng kể khả năng giới hạn vi sóng và hiệu quả năng lượng.

Thiết bị này, với diện tích nhỏ gọn 1×1 cm², tận dụng lưỡng chiết thấp của lithium tantalate để giảm thiểu sự giao thoa giữa các sóng ánh sáng.

Điều này cho phép tạo ra lược tần số mượt mà, nhất quán trong một nền tảng nhỏ, hiệu quả. Không giống như các hệ thống Kerr soliton, lược này hoạt động bằng cách sử dụng một diode laser phản hồi phân tán đơn giản, chạy tự do, cải thiện tính thân thiện với người dùng và giảm độ phức tạp.

Với phạm vi quang phổ 450 nm đáng chú ý, thiết bị này vượt trội hơn hiệu suất của các công nghệ lược tần số điện quang hiện tại. Thiết bị duy trì hoạt động ổn định trên 90 phần trăm phạm vi quang phổ tự do, loại bỏ nhu cầu về các cơ chế điều chỉnh phức tạp.

Kiến trúc này không chỉ mở rộng băng thông hoạt động mà còn đơn giản hóa việc triển khai, mở đường cho các ứng dụng thực tế trong truyền thông, cảm biến và hơn thế nữa.

Theo các nhà nghiên cứu, bằng cách kết hợp hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn và vận hành đơn giản, sự tiến bộ này đánh dấu bước tiến đáng kể trong đổi mới công nghệ quang tử.

“Thiết bị mới này có thể là một sự thay đổi lớn trong thế giới quang tử. Với thiết kế mạnh mẽ và diện tích nhỏ gọn, nó có thể tác động đến các lĩnh vực như robot, nơi mà việc đo khoảng cách bằng tia laser chính xác là rất quan trọng; và giám sát môi trường, nơi mà việc cảm biến khí chính xác là điều cần thiết”, nhóm nghiên cứu thông tin thêm.

Nguyên Ngọc (Theo Interesting Engineering )

tudonghoangaynay.vn
Tin bài khác
Bộ KH&CN triển khai 7 nhiệm vụ, giải pháp tập trung vào đột phá về thể chế

Bộ KH&CN triển khai 7 nhiệm vụ, giải pháp tập trung vào đột phá về thể chế

Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) đang triển khai chương trình hành động thực hiện Nghị quyết số 01/NQ-CP và Nghị quyết số 02/NQ-CP của Chính phủ năm 2025, trong đó xác định đột phá về thể chế là “đột phá của đột phá”.
Nhận định phiên giao dịch ngày 10/2: VN Index tiếp tục đà tăng, hướng tới mốc 1.280 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 10/2: VN Index tiếp tục đà tăng, hướng tới mốc 1.280 điểm

Thị trường đang chứng kiến chuỗi tăng điểm ấn tượng, với VN Index đóng cửa phiên giao dịch cuối tuần ngày 7/2 ở mức 1.275 điểm, đánh dấu phiên tăng thứ 4 liên tiếp. Theo các chuyên gia, khả năng VN Index tiếp tục vượt ngưỡng 1.280 điểm trong tuần tới là rất lớn, nhờ sự hỗ trợ từ dòng tiền mạnh mẽ và tín hiệu kỹ thuật tích cực.
Ba kịch bản lạm phát năm 2025

Ba kịch bản lạm phát năm 2025

Trước những diễn biến của thị trường, giá cả hàng hoá, dịch vụ, Bộ Tài chính đã đưa ra giả định biến động giá một số mặt hàng thiết yếu tác động đến CPI năm 2025 theo 3 kịch bản.
Bát canh trong bữa ăn của người Việt

Bát canh trong bữa ăn của người Việt

Văn hóa giải trí là “món ăn” tinh thần không thể thiếu, mang đến sự thư giãn và cảm hứng cho mọi người. Đặc biệt, trong lĩnh vực khoa học, công nghệ - Nơi thường gắn với sự khô khan của máy móc và thiết bị.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/2/2025: Tuổi Tý gặp rắc rối, tuổi Thìn hay gặp may

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/2/2025: Tuổi Tý gặp rắc rối, tuổi Thìn hay gặp may

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 10/2/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tập đoàn THACO được đề nghị nghiên cứu, sản xuất toa tàu đường sắt tốc độ cao

Tập đoàn THACO được đề nghị nghiên cứu, sản xuất toa tàu đường sắt tốc độ cao

Sáng 8/2, trong chương trình công tác tại Quảng Nam, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã tới khảo sát cảng quốc tế Chu Lai, sân bay quốc tế Chu Lai và thăm, làm việc với Công ty Cổ phần Tập đoàn Trường Hải (THACO) tại Khu kinh tế mở Chu Lai.
Kinh tế số Việt Nam tăng trưởng vượt 20%/năm

Kinh tế số Việt Nam tăng trưởng vượt 20%/năm

Theo Bộ Thông tin và Truyền thông, tỷ trọng kinh tế số năm 2024 Việt Nam ước đạt 18,3% GDP, tốc độ tăng trưởng vượt 20%/năm, cao gấp 3 lần tốc độ tăng trưởng GDP, nhanh nhất Đông Nam Á.
Dừng hoạt động, TEMU buộc phải hoàn tiền cho khách hàng Việt Nam

Dừng hoạt động, TEMU buộc phải hoàn tiền cho khách hàng Việt Nam

Theo lãnh đạo Cục Thương mại điện tử và Kinh tế số (Bộ Công thương), sàn thương mại điện tử (TMĐT) Temu sẽ phải hoàn tiền và bồi thường cho những khách hàng
Siemens Healthineers chuyển giao siêu máy chụp CT đầu tiên cho Việt Nam

Siemens Healthineers chuyển giao siêu máy chụp CT đầu tiên cho Việt Nam

Siêu máy CT Somatom Force VB30 với khả năng tái tạo hơn 100.000 lát cắt trong một lần chụp vừa được Siemens Healthineers Việt Nam chuyển giao cho Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh Hà Nội.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2025: Tuổi Tý vô cùng thuận lợi, tuổi Tuất gặp chuyện thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2025: Tuổi Tý vô cùng thuận lợi, tuổi Tuất gặp chuyện thị phi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 9/2/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
hoi-thao-khoa-hoc-phat-trien-giao-thong-xanh
Quảng cáo
qc-may-tinh