Die neuesten Forschungsergebnisse vonWeltraumkommunikationslaser
Satelliteninternet hat sich mit seiner globalen Abdeckung, geringen Latenz und hohen Bandbreite zur Schlüsseltechnologie für die zukünftige Entwicklung der Kommunikationstechnologie entwickelt. Die Weltraumlaserkommunikation ist die Kerntechnologie für die Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen.HalbleiterlaserAufgrund seiner hohen Effizienz, langen Lebensdauer, geringen Größe, seines niedrigen Gewichts und seiner exzellenten Modulationseigenschaften weist es ein breites Anwendungspotenzial in Weltraum-Laserkommunikationssystemen auf. Allerdings können solare und galaktische kosmische Strahlung sowie eine große Anzahl hochenergetischer geladener Teilchen wie Protonen, Elektronen und schwere Ionen im geomagnetischen Einfanggürtel im Weltraum die Leistungsfähigkeit der Geräte beeinträchtigen und sogar zu deren Ausfall führen, was die Zuverlässigkeit und Stabilität von Weltraum-Laserkommunikationssystemen ernsthaft gefährdet.
Abb. 1. Experimentelle Vorrichtung fürLaserLeistungsbeurteilung
Ein chinesisches Forschungsteam hat kürzlich bedeutende Fortschritte bei der Untersuchung der Leistungsfähigkeit von Quantenpunktlasern im Kommunikationsband für den Weltraum erzielt. Durch innovatives Banddesign und die Optimierung der aktiven Zone entwickelte das Team erfolgreich die neuesten Forschungsergebnisse für Weltraumkommunikationslaser, die in der Umgebung hochenergetischer Teilchen hervorragende Leistungen erbringen: Quantenpunktlaser. Die Forscher führten eine detaillierte vergleichende Analyse der Leistungsfähigkeit verschiedener Materialsysteme im Weltraum durch. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Quantenpunktstruktur in der Umgebung hochenergetischer Teilchen im erdnahen Orbit bemerkenswerte Vorteile hinsichtlich der strukturellen Stabilität aufweist.
Auf Grundlage dieser Entdeckung entwickelte und fertigte das Forschungsteam erfolgreich einen neuen Typ vonQuantenpunktlaserDas Gerät zeigt hervorragende Leistung unter extremen Bedingungen: Bei einer Protoneninjektion von bis zu 7 × 10¹³ cm⁻² mit 3 MeV weist der Laser einen Linienverbreiterungsfaktor nahe Null auf. Das mittlere relative Intensitätsrauschen (RIN) des Geräts liegt bei nur -163 dB/Hz; selbst bei maximalem Injektionsvolumen steigt das RIN lediglich um 1 dB/Hz. Darüber hinaus arbeitet der Laser auch unter starker Lichtrückkopplung von -3,1 dB stabil. Diese Leistung bestätigt nicht nur die neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Weltraumkommunikationslaser, sondern liefert auch eine zuverlässige Grundlage für zukünftige Forschung.Lichtquellenlösungfür den Aufbau von Hochleistungs-Satellitenkommunikationsnetzen.
Veröffentlichungsdatum: 01.04.2025