Le ultime notizie di ricerca dilaser per comunicazioni spaziali
Il sistema Internet satellitare, grazie alla sua copertura globale, alla bassa latenza e all'elevata larghezza di banda, è diventato la direzione chiave per lo sviluppo futuro delle tecnologie di comunicazione. La comunicazione laser spaziale è la tecnologia fondamentale per lo sviluppo dei sistemi di comunicazione satellitare.laser a semiconduttoreIl laser spaziale mostra un ampio potenziale applicativo nei sistemi di comunicazione spaziale grazie alla sua elevata efficienza, lunga durata, dimensioni ridotte, peso contenuto ed eccellenti caratteristiche di modulazione. Tuttavia, i raggi cosmici solari, i raggi cosmici galattici e un gran numero di particelle cariche ad alta energia come protoni, elettroni e ioni pesanti presenti nella fascia di cattura geomagnetica dello spazio possono causare un degrado delle prestazioni del dispositivo e persino il suo guasto, minacciando seriamente l'affidabilità e la stabilità dei sistemi di comunicazione spaziale.
FIG1. Dispositivo sperimentale perlaservalutazione delle prestazioni
Recentemente, un team di ricerca in Cina ha compiuto importanti progressi nello studio delle prestazioni dei laser a punti quantici nella banda di comunicazione spaziale. Grazie a un design innovativo della banda e all'ottimizzazione della struttura della regione attiva, il team ha sviluppato con successo i più recenti laser per comunicazioni spaziali, caratterizzati da prestazioni eccellenti in ambienti con particelle ad alta energia: i laser a punti quantici. Hanno condotto un'analisi comparativa approfondita delle prestazioni di diversi sistemi di materiali in ambiente spaziale. I risultati sperimentali dimostrano che la struttura a punti quantici presenta notevoli vantaggi in termini di stabilità strutturale nell'ambiente con particelle ad alta energia dell'orbita terrestre bassa.
Sulla base di questa scoperta, il team di ricerca ha progettato e realizzato con successo un nuovo tipo dilaser a punti quanticiIl dispositivo mostra prestazioni eccellenti in ambienti estremi: con iniezione di protoni da 3 MeV fino a 7 × 10¹³ cm⁻², il laser mantiene un fattore di miglioramento della larghezza di riga vicino a zero; il rumore di intensità relativa medio (RIN) del dispositivo è basso come -163 dB/Hz, anche al volume di iniezione massimo, il RIN aumenta di solo 1 dB/Hz. Inoltre, il laser può ancora funzionare stabilmente in condizioni di forte feedback luminoso di -3,1 dB. Questo risultato non solo convalida i più recenti risultati di ricerca sui laser per comunicazioni spaziali, ma fornisce anche un affidabilesoluzione di sorgente luminosaper la costruzione di reti di comunicazione satellitare ad alte prestazioni.
Data di pubblicazione: 1 aprile 2025