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
vcca2026
Tin bài khác
Trợ lý ảo AI dành cho kỹ sư công nghiệp

Trợ lý ảo AI dành cho kỹ sư công nghiệp

Festo vừa giới thiệu trợ lý ảo ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) được thiết kế chuyên biệt cho lĩnh vực kỹ thuật công nghiệp. Khác với các chatbot AI đa năng hiện nay, công cụ này được phát triển để “suy nghĩ như một kỹ sư”, giúp hỗ trợ tra cứu thông tin kỹ thuật, chẩn đoán lỗi và tối ưu vận hành trong môi trường sản xuất.
Thị trường chứng khoán ngày 25/5: Thị trường “xanh vỏ đỏ lòng”, dòng tiền bị bóp nghẹt

Thị trường chứng khoán ngày 25/5: Thị trường “xanh vỏ đỏ lòng”, dòng tiền bị bóp nghẹt

VN Index tăng trở lại nhờ lực kéo từ nhóm bluechip, đặc biệt là cổ phiếu Ving. Tuy nhiên, độ rộng thị trường nghiêng về sắc đỏ, thanh khoản xuống thấp nhất kể từ đầu năm và nhóm dầu khí tiếp tục chịu áp lực bán mạnh.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/5/2026: Tuổi Dậu đối đầu rắc rối, tuổi Sửu tiến triển suôn sẻ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/5/2026: Tuổi Dậu đối đầu rắc rối, tuổi Sửu tiến triển suôn sẻ

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 26/5/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Symbotic xử lý hơn 2 tỷ kiện hàng khi nhu cầu AI vật lý tăng mạnh

Symbotic xử lý hơn 2 tỷ kiện hàng khi nhu cầu AI vật lý tăng mạnh

Symbotic, doanh nghiệp cung cấp công nghệ robot tích hợp AI cho chuỗi cung ứng, cho biết đã đạt nhiều cột mốc vận hành quan trọng trong năm 2025, phản ánh nhu cầu ngày càng tăng đối với nền tảng AI vật lý của công ty trong các môi trường sản xuất và logistics.
GS.TS. NGƯT. Lê Anh Tuấn chính thức được bổ nhiệm chức vụ Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội

GS.TS. NGƯT. Lê Anh Tuấn chính thức được bổ nhiệm chức vụ Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội

Bộ Giáo dục và Đào tạo vừa ban hành Quyết định số 1288/QĐ-BGDDT, vào ngày 22/5, về việc bổ nhiệm GS.TS. NGƯT. Lê Anh Tuấn giữ chức vụ Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội.
Lễ công bố quyết định bổ nhiệm Phó Giám đốc trung tâm chăm sóc sức khỏe kỷ lục Việt Nam

Lễ công bố quyết định bổ nhiệm Phó Giám đốc trung tâm chăm sóc sức khỏe kỷ lục Việt Nam

Ngày 20/5/2026, tại Hà Nội, Trung ương Hội Kỷ lục gia Việt Nam đã trang trọng tổ chức Lễ công bố và trao quyết định bổ nhiệm nhân sự cấp cao cho Trung tâm Chăm sóc Sức khỏe Kỷ lục Việt Nam. Theo đó, Ông Lê Anh Tuấn (Ca sĩ Châu Á David Le) chính thức đảm nhiệm cương vị Phó Giám đốc Trung tâm, kiêm Giám đốc Sự kiện & Truyền thông Quốc tế.
Nhận định phiên giao dịch ngày 25/5: Lưu ý quản trị rủi ro danh mục trong các phiên tới

Nhận định phiên giao dịch ngày 25/5: Lưu ý quản trị rủi ro danh mục trong các phiên tới

Sau tuần giao dịch điều chỉnh mạnh, các công ty chứng khoán khuyến nghị nhà đầu tư cần ưu tiên quản trị rủi ro danh mục trong bối cảnh thị trường đang xuất hiện những nhịp rung lắc với biên độ lớn.
[E-Magazine] Khi nhà máy bắt đầu “suy nghĩ”

[E-Magazine] Khi nhà máy bắt đầu “suy nghĩ”

Trong khoảng giao thời 2025 - 2026, thế giới công nghiệp lặng lẽ bước qua một ngưỡng cửa khó gọi tên. Không ồn ào như một cuộc cách mạng, nhưng đủ sâu để làm đổi khác bản chất sản xuất hiện đại. Nhà máy không còn là không gian cơ khí thuần túy, mà dần trở thành một thực thể có khả năng cảm nhận, dự báo và tự điều chỉnh vận hành. Đó là thời điểm tự động hóa rời khỏi hình hài cơ học để tiến vào miền trí tuệ công nghiệp.
AIMO - nơi hàng trăm tài năng Toán học trẻ được tỏa sáng

AIMO - nơi hàng trăm tài năng Toán học trẻ được tỏa sáng

Sáng 24/5, vòng Chung kết Quốc gia của Đấu trường Toán học Châu Á (Asia International Mathematical Olympiad - AIMO) năm học 2025 - 2026 đã chính thức khép lại với hơn 700 huy chương được trao trong lễ trao giải.
Chính phủ ban hành học bổng cho các ngành công nghệ chiến lược

Chính phủ ban hành học bổng cho các ngành công nghệ chiến lược

Chính phủ vừa ban hành Nghị định số 179/2026/NĐ-CP quy định chính sách học bổng dành cho người học các ngành khoa học cơ bản, kỹ thuật then chốt và công nghệ chiến lược nhằm thu hút, đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ phát triển khoa học công nghệ và chuyển đổi số quốc gia. Nghị định có hiệu lực từ ngày 15/7/2026 và áp dụng với thí sinh tuyển sinh từ năm 2025 trở đi.
vn-web
song-gia-tri