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
tan-hoang-minh
Tin bài khác
Hà Nội khẳng định vị thế trung tâm đổi mới sáng tạo

Hà Nội khẳng định vị thế trung tâm đổi mới sáng tạo

Hà Nội đạt 63,80 điểm, đứng đầu Chỉ số đổi mới sáng tạo cấp địa phương (PII) năm 2026. Kết quả phản ánh những lợi thế nổi bật của Thủ đô về nguồn nhân lực, nghiên cứu và phát triển, hoạt động đổi mới sáng tạo trong doanh nghiệp và khả năng tạo ra các sản phẩm tri thức, công nghệ.
Quy định mới về xét tặng các danh hiệu văn hóa

Quy định mới về xét tặng các danh hiệu văn hóa

Phó Thủ tướng Chính phủ Phạm Thị Thanh Trà thay mặt Chính phủ, ký Nghị định số 375/2026/NĐ-CP ngày 30/9/2026 sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 86/2023/NĐ-CP ngày 07/12/2023 quy định về khung tiêu chuẩn và trình tự, thủ tục, hồ sơ xét tặng danh hiệu “Gia đình văn hóa”, “Thôn, tổ dân phố văn hóa”, “Xã, phường, thị trấn tiêu biểu”.
Nhận định phiên giao dịch ngày 5/10: Quản trị rủi ro, hạ tỷ trọng các nhóm ngành chịu áp lực bán mạnh

Nhận định phiên giao dịch ngày 5/10: Quản trị rủi ro, hạ tỷ trọng các nhóm ngành chịu áp lực bán mạnh

VN-Index nối dài đà giảm sang tuần thứ hai liên tiếp, mất 47,4 điểm trong tuần qua. Trong bối cảnh áp lực bán gia tăng và dòng tiền chưa cho thấy tín hiệu cải thiện rõ rệt, nhà đầu tư được khuyến nghị chủ động quản trị rủi ro, hạ tỷ trọng tại các nhóm ngành chịu áp lực bán mạnh và chờ tín hiệu xác nhận vùng cân bằng trước khi giải ngân.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 5/10/2026: Tuổi Tuất công việc hanh thông, tuổi Tỵ nên thận trọng tài chính

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 5/10/2026: Tuổi Tuất công việc hanh thông, tuổi Tỵ nên thận trọng tài chính

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 5/10/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Sách Đỏ Việt Nam giành Giải Nhất Sách khoa học, công nghệ 2026

Sách Đỏ Việt Nam giành Giải Nhất Sách khoa học, công nghệ 2026

Bộ Sách Đỏ Việt Nam gồm hai tập về động vật, thực vật và nấm đã được trao Giải Nhất Giải thưởng Sách khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số năm 2026, ghi nhận giá trị khoa học và đóng góp đối với công tác bảo tồn đa dạng sinh học.
AI Vision: Từ “mắt thần” đến giá trị thực trong nhà máy

AI Vision: Từ “mắt thần” đến giá trị thực trong nhà máy

Không chỉ ghi hình hay phát hiện sản phẩm lỗi, AI Vision đang được đưa sâu hơn vào dây chuyền sản xuất, từ kiểm tra ngoại quan, lắp ráp đến phân loại và xử lý sản phẩm.
Việt Nam mở không gian tăng trưởng mới từ không gian tầm thấp

Việt Nam mở không gian tăng trưởng mới từ không gian tầm thấp

Bộ Chính trị vừa ban hành Kết luận số 99-KL/TW ngày 28/9/2026 về khai thác, quản trị và bảo vệ không gian tầm thấp phục vụ phát triển đất nước trong tình hình mới. Đây được xác định là một không gian phát triển mới, đồng thời là tài nguyên quốc gia và không gian chủ quyền đặc biệt, mở ra dư địa cho một ngành kinh tế - kỹ thuật mới của Việt Nam.
Xe điện Audi A6 lập kỷ lục thế giới: Chạy 1.338 km sau một lần sạc

Xe điện Audi A6 lập kỷ lục thế giới: Chạy 1.338 km sau một lần sạc

Tổ chức Kỷ lục Guinness Thế giới (Guinness World Records) vừa chính thức xác nhận mẫu xe hạng sang thuần điện Audi A6 Sportback e-tron đã hoàn thành hành trình dài 1.338 km chỉ sau một lần sạc pin.
Kỳ 10: Hành trình xanh và những câu hỏi còn để ngỏ

Kỳ 10: Hành trình xanh và những câu hỏi còn để ngỏ

Một hành trình xanh đáng tin không phải hành trình không có câu hỏi khó. Trái lại, nó đáng tin vì dám đi qua câu hỏi khó bằng dữ liệu, minh bạch và năng lực sửa sai. Sau những chiếc xe điện, trạm sạc, tài xế, nhà máy, viên pin và tham vọng đi ra thế giới, điều còn lại không phải lời khen. Điều còn lại là một niềm tin có điều kiện.
Đưa AI đến gần hơn với bài toán thực tế của nông nghiệp

Đưa AI đến gần hơn với bài toán thực tế của nông nghiệp

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong nông nghiệp đang chuyển dần từ câu chuyện công nghệ sang những bài toán cụ thể trên đồng ruộng: nhận diện sâu bệnh, quản lý vùng trồng, sử dụng vật tư hiệu quả, dự báo sản xuất, truy xuất nguồn gốc và hỗ trợ nông dân ra quyết định.
master