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
ar
Tin bài khác
Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Trước làn sóng chuyển dịch năng lượng và yêu cầu ngày càng cao về đổi mới sáng tạo, phát triển bền vững, BSR đẩy mạnh hợp tác với các trường đại học và cơ sở nghiên cứu nhằm xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao - yếu tố then chốt để nâng cao năng lực cạnh tranh và thích ứng với giai đoạn phát triển mới.
Đưa tiếng nói người dân vào dữ liệu: Hướng đi cho đổi mới sáng tạo bao trùm

Đưa tiếng nói người dân vào dữ liệu: Hướng đi cho đổi mới sáng tạo bao trùm

Chiều 31/3, tại Hà Nội, Trung tâm Hỗ trợ Khởi nghiệp Sáng tạo Quốc gia (NSSC) - Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Nghiên cứu Quản lý Phát triển Bền vững (MSD) phối hợp với Hội Nghiên cứu Khoa học về Đông Nam Á - Việt Nam (SEARAV) tổ chức hội thảo “Dữ liệu bao trùm cho phát triển bền vững và đổi mới sáng tạo mở”.
Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường mở đầu tháng 4 bằng một phiên hồi phục tích cực khi tâm lý nhà đầu tư được cải thiện nhờ bối cảnh quốc tế bớt căng thẳng. VN Index tạo GAP tăng vượt đường MA20, thanh khoản cải thiện rõ rệt và sắc xanh lan tỏa ở nhiều nhóm ngành, cho thấy nhịp hồi ngắn hạn vẫn đang được duy trì.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

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 2/4/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Trước xu hướng lãi suất huy động tăng, lãi suất cho vay, nhất là với các khoản vay mua nhà đã được ngân hàng điều chỉnh tăng.
GOM 2026: Cầu Nắng - Thắp sáng ước mơ của trẻ thơ

GOM 2026: Cầu Nắng - Thắp sáng ước mơ của trẻ thơ

The 1% Fund là một dự án thiện nguyện được thành lập bởi học sinh trường THPT Chuyên Hà Nội - Amsterdam và THPT Chuyên Nguyễn Huệ với châm ngôn “One percent. One change” - một phần trăm tấm lòng của mỗi người cũng có thể kiến tạo một sức ảnh hưởng nhất định đến cộng đồng.
ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

Ngày 31/3, Trường Tiểu học Trung Yên (phường Yên Hòa) đã diễn ra Ngày hội trải nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AI), STEM và Robotics, thu hút đông đảo cán bộ, giáo viên, phụ huynh và học sinh tham gia.
ProPak Vietnam 2026: Đồng hành cùng doanh nghiệp trong chu kỳ tăng trưởng mới

ProPak Vietnam 2026: Đồng hành cùng doanh nghiệp trong chu kỳ tăng trưởng mới

Bước sang năm 2026, ngành chế biến & đóng gói tại Việt Nam và khu vực đang đi vào giai đoạn “tái sàng lọc” khi doanh nghiệp đồng thời đối mặt với áp lực chi phí, tiêu chuẩn thị trường ngày càng chặt, và yêu cầu tối ưu năng suất theo dữ liệu.
Nhận định phiên giao dịch ngày 1/4: Ưu tiên gia tăng tỷ trọng cổ phiếu đang có lãi

Nhận định phiên giao dịch ngày 1/4: Ưu tiên gia tăng tỷ trọng cổ phiếu đang có lãi

Sau phiên tăng điểm cuối tháng 3, thị trường được kỳ vọng tiếp tục nhịp hồi phục ngắn hạn, song diễn biến vẫn phân hóa và tiềm ẩn rung lắc. Trong bối cảnh đó, nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì danh mục và ưu tiên gia tăng tỷ trọng ở các cổ phiếu đang có lãi để tối ưu hiệu quả đầu tư.
Trung Quốc thử nghiệm thành công tua-bin gió "bay" công suất megawatt

Trung Quốc thử nghiệm thành công tua-bin gió "bay" công suất megawatt

Một dự án công nghệ độc đáo tại Trung Quốc vừa ghi dấu bước tiến quan trọng khi lần đầu tiên phát triển thành công hệ thống tua-bin điện gió trên không quy mô lớn, mở ra hướng tiếp cận mới trong khai thác năng lượng tái tạo.
song-gia-tri