ข่าววิจัยล่าสุดเกี่ยวกับเลเซอร์สื่อสารอวกาศ

ข่าวสารการวิจัยล่าสุดของเลเซอร์สื่อสารอวกาศ

ระบบอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม ด้วยการครอบคลุมทั่วโลก ความหน่วงต่ำ และแบนด์วิดท์สูง ได้กลายเป็นทิศทางสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารในอนาคต การสื่อสารด้วยเลเซอร์ในอวกาศเป็นเทคโนโลยีหลักในการพัฒนาระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์สื่อสารในอวกาศมีศักยภาพในการใช้งานอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง อายุการใช้งานยาวนาน ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และคุณลักษณะการปรับสัญญาณที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์ รังสีคอสมิกจากกาแล็กซี และอนุภาคประจุพลังงานสูงจำนวนมาก เช่น โปรตอน อิเล็กตรอน และไอออนหนักในแถบดึงดูดสนามแม่เหล็กโลกในสภาพแวดล้อมอวกาศ อาจทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลง และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์ ซึ่งเป็นภัยคุกคามอย่างร้ายแรงต่อความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของระบบเลเซอร์สื่อสารในอวกาศ

รูปที่ 1. อุปกรณ์ทดลองสำหรับเลเซอร์การประเมินผลการปฏิบัติงาน

เมื่อไม่นานมานี้ ทีมวิจัยในประเทศจีนได้มีความก้าวหน้าสำคัญในการวิจัยประสิทธิภาพของเลเซอร์ควอนตัมดอทในย่านความถี่สำหรับการสื่อสารในอวกาศ โดยผ่านการออกแบบย่านความถี่ที่ล้ำสมัยและการปรับโครงสร้างบริเวณแอคทีฟให้เหมาะสม ทีมงานได้พัฒนาเลเซอร์ควอนตัมดอทซึ่งเป็นผลการวิจัยล่าสุดที่มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีอนุภาคพลังงานสูง พวกเขาได้ทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบเชิงลึกเกี่ยวกับประสิทธิภาพของระบบวัสดุต่างๆ ในสภาพแวดล้อมอวกาศ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างควอนตัมดอทมีข้อได้เปรียบด้านความเสถียรของโครงสร้างที่โดดเด่นในสภาพแวดล้อมที่มีอนุภาคพลังงานสูงในวงโคจรต่ำของโลก

จากผลการค้นพบนี้ ทีมวิจัยได้ออกแบบและประดิษฐ์สิ่งของประเภทใหม่ขึ้นมาได้สำเร็จเลเซอร์ควอนตัมดอทอุปกรณ์นี้แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ที่การฉีดโปรตอน 3 MeV สูงถึง 7×10¹³ cm⁻² เลเซอร์ยังคงรักษาค่าตัวประกอบการเพิ่มความกว้างของเส้นสเปกตรัมให้ใกล้เคียงกับศูนย์ ค่าเฉลี่ยของสัญญาณรบกวนความเข้มสัมพัทธ์ (RIN) ของอุปกรณ์ต่ำถึง -163 dB/Hz แม้ที่ปริมาตรการฉีดสูงสุด RIN ก็เพิ่มขึ้นเพียง 1 dB/Hz เท่านั้น นอกจากนี้ เลเซอร์ยังคงทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้สภาวะการป้อนกลับแสงที่รุนแรงที่ -3.1 dB ความสำเร็จนี้ไม่เพียงแต่ยืนยันผลการวิจัยล่าสุดของเลเซอร์สำหรับการสื่อสารในอวกาศเท่านั้น แต่ยังให้ความน่าเชื่อถืออีกด้วยโซลูชันแหล่งกำเนิดแสงเพื่อการก่อสร้างเครือข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียมประสิทธิภาพสูง