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O sistema de internet via satélite, com sua cobertura global, baixa latência e alta largura de banda, tornou-se a principal direção para o desenvolvimento futuro da tecnologia de comunicação. A comunicação a laser espacial é a tecnologia central no desenvolvimento do sistema de comunicação via satélite.Laser semicondutorApresenta amplo potencial de aplicação em sistemas de comunicação a laser no espaço, em virtude de sua alta eficiência, longa vida útil, tamanho reduzido, leveza e excelentes características de modulação. No entanto, raios cósmicos solares, raios cósmicos galácticos e um grande número de partículas carregadas de alta energia, como prótons, elétrons e íons pesados, presentes no cinturão de captura geomagnética do ambiente espacial, podem levar à degradação do desempenho do dispositivo e até mesmo à sua falha, o que ameaça seriamente a confiabilidade e a estabilidade dos sistemas de comunicação a laser no espaço.
FIG. 1. Dispositivo experimental paralaseravaliação de desempenho
Recentemente, uma equipe de pesquisa na China fez progressos importantes no estudo do desempenho de lasers de pontos quânticos na banda de comunicação espacial. Através de um projeto de banda inovador e da otimização da estrutura da região ativa, a equipe desenvolveu com sucesso os mais recentes resultados de pesquisa em lasers de comunicação espacial, que apresentam excelente desempenho em ambientes com partículas de alta energia: os lasers de pontos quânticos. Eles conduziram uma análise comparativa aprofundada do desempenho de diferentes sistemas de materiais no ambiente espacial. Os resultados experimentais mostram que a estrutura de pontos quânticos exibe vantagens notáveis em termos de estabilidade estrutural no ambiente de partículas de alta energia da órbita terrestre baixa.
Com base nessa descoberta, a equipe de pesquisa projetou e fabricou com sucesso um novo tipo delaser de ponto quânticoO dispositivo demonstra excelente desempenho em ambientes extremos: com injeção de prótons de 3 MeV de até 7 × 10¹³ cm⁻², o laser mantém um fator de alargamento de linha próximo de zero; o ruído de intensidade relativa (RIN) médio do dispositivo é tão baixo quanto -163 dB/Hz, e mesmo no volume máximo de injeção, o RIN aumenta apenas 1 dB/Hz. Além disso, o laser ainda opera de forma estável sob forte realimentação de luz de -3,1 dB. Essa conquista não apenas valida os resultados das pesquisas mais recentes sobre lasers para comunicação espacial, como também fornece uma solução confiável.solução de fonte de luzpara a construção de redes de comunicação via satélite de alto desempenho.
Data da publicação: 01/04/2025