acecook

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
vaa
Tin bài khác
Năm bước then chốt để hiện đại hóa nhà máy trong các ngành công nghiệp rủi ro cao

Năm bước then chốt để hiện đại hóa nhà máy trong các ngành công nghiệp rủi ro cao

Hiện đại hóa hoạt động sản xuất luôn là một bài toán phức tạp, nhưng đối với các ngành công nghiệp rủi ro cao như bột giấy, hóa chất hay công nghiệp nặng, đây không chỉ là câu chuyện nâng cao hiệu quả mà còn là yếu tố sống còn liên quan trực tiếp đến an toàn và lợi nhuận. Trong bối cảnh môi trường làm việc tiềm ẩn nhiều nguy cơ - từ không gian hạn chế, hóa chất độc hại, tiếng ồn lớn cho tới vật liệu dễ cháy và rủi ro điện - một lộ trình hiện đại hóa bài bản sẽ giúp doanh nghiệp vừa đảm bảo vận hành an toàn, vừa duy trì khả năng cạnh tranh dài hạn.
Tôn Việt Pháp khánh thành Nhà máy Thép cán nguội số 2: Khẳng định vị thế, bứt phá kỷ nguyên mới

Tôn Việt Pháp khánh thành Nhà máy Thép cán nguội số 2: Khẳng định vị thế, bứt phá kỷ nguyên mới

Ngày 19/12/2025, tại Hải Phòng, Công ty Cổ phần Tôn Thép Việt Pháp chính thức tổ chức Lễ khánh thành Nhà máy Thép cán nguội số 2 và Tiệc tri ân khách hàng tại TP. Hải Phòng. Sự kiện không chỉ đánh dấu cột mốc 21 năm hình thành và phát triển rực rỡ mà còn là bước "chạy đà" chiến lược của doanh nghiệp này trước thềm năm 2026 - năm được định hình là giai đoạn bứt phá và kiến tạo vị thế mới.
Khánh thành Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng - Thêm 480MW cho hệ thống điện quốc gia

Khánh thành Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng - Thêm 480MW cho hệ thống điện quốc gia

Sáng nay, ngày 19/12 tại tỉnh Phú Thọ, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã long trọng tổ chức Lễ khánh thành và tổng kết phong trào thi đua liên kết xây dựng Dự án Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng. Đây là công trình điện trọng điểm quốc gia, có ý nghĩa đặc biệt chào mừng Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, đồng thời góp phần quan trọng vào việc bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
Khánh thành dự án mở rộng Nhà ga quốc tế T2 - Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài

Khánh thành dự án mở rộng Nhà ga quốc tế T2 - Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài

Sáng ngày 19/12, Dự án mở rộng Nhà ga hành khách quốc tế T2 - Cảng Hàng không Quốc tế Nội Bài đã chính thức được khánh thành và đưa vào khai thác, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong chiến lược phát triển hạ tầng hàng không của Việt Nam.
Thị trường chứng khoán ngày 19/12: Bộ ba nhà Vin kéo VN Index vượt 1.700 điểm trở lại

Thị trường chứng khoán ngày 19/12: Bộ ba nhà Vin kéo VN Index vượt 1.700 điểm trở lại

Thị trường trở lại trạng thái hưng phấn khi VN Index bứt phá 27,33 điểm lên 1.704,31 điểm. Các cổ phiếu lớn và đặc biệt là bộ ba nhà Vin đồng loạt bùng nổ, giúp chỉ số kéo dài đà hồi phục sau nhịp điều chỉnh sâu.
Lan tỏa giá trị lịch sử Việt Nam: Cuốn sách "Điện Biên Phủ" phát hành bản tiếng Ả Rập

Lan tỏa giá trị lịch sử Việt Nam: Cuốn sách "Điện Biên Phủ" phát hành bản tiếng Ả Rập

Là tác phẩm sử liệu gốc đặc biệt quan trọng của Đại tướng Võ Nguyên Giáp, cuốn “Điện Biên Phủ” vừa được tái bản trong nước và phát hành bản tiếng Ả Rập, khẳng định giá trị vượt thời gian của chiến thắng lịch sử và tinh thần tự lực, tự cường của dân tộc Việt Nam.
Nhận định phiên giao dịch ngày 19/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Nhận định phiên giao dịch ngày 19/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Dù VN-Index duy trì được đà hồi phục nhẹ sau phiên 18/12, diễn biến thị trường vẫn cho thấy sự giằng co và thận trọng của dòng tiền. Trong bối cảnh thanh khoản chưa cải thiện rõ rệt, nhà đầu tư được khuyến nghị tận dụng các nhịp hồi phục để cơ cấu lại danh mục, ưu tiên những cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt và triển vọng tăng trưởng trung – dài hạn.
AI đang tái định nghĩa tự động hóa công nghiệp như thế nào?

AI đang tái định nghĩa tự động hóa công nghiệp như thế nào?

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành động lực trung tâm của làn sóng tự động hóa công nghiệp mới, đưa các hệ thống điều khiển vượt ra khỏi khuôn khổ dựa trên quy tắc truyền thống để tiến tới mô hình vận hành thông minh, linh hoạt và dựa trên dữ liệu. Từ sản xuất, logistics đến năng lượng và dịch vụ, AI không chỉ nâng cao năng suất mà còn mở ra cách thức hoàn toàn mới để quản lý và điều khiển các quy trình phức tạp.
Schneider Electric ứng dụng AI vào chuyển đổi số tối ưu hệ sinh thái và phát triển bền vững ngành nước

Schneider Electric ứng dụng AI vào chuyển đổi số tối ưu hệ sinh thái và phát triển bền vững ngành nước

Hội thảo Innovation Talk với chủ đề “Chuyển đổi số trong ngành nước - Hướng tới phát triển bền vững, số hóa và tối ưu hệ sinh thái ngành nước” vừa được Schneider Electric tổ chức thành công.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/12/2025: Tuổi Dần dễ rước xui xẻo, tuổi Tuất nhiều sự quan tâm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/12/2025: Tuổi Dần dễ rước xui xẻo, tuổi Tuất nhiều sự quan tâm

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 19/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri