电光锁频可调谐集成Pockels激光器实现超精密测距的技术突破

来自前沿光电领域的研究团队通过创新性设计电光锁频(Electro-Optic-Locked)、频率可调谐的集成Pockels激光器，成功攻克了半导体激光器近载波频率噪声和啁啾非线性等关键难题。该研究基于绝缘体上铌酸锂(LNOI)平台，采用自注入锁定架构，实现10-MHz调谐范围和>4-GHz啁啾带宽，创下2.58 kHz@1 ms积分线宽和8.2×10?5相对啁啾非线性的纪录。其在26米LiDAR和20公里光纤测距中展现厘米级分辨率，为激光雷达和光纤传感领域带来突破性进展。

　　

这项突破性研究展示了一种基于绝缘体上铌酸锂(Lithium Niobate on Insulator, LNOI)平台的电光锁频可调谐激光系统。科研团队巧妙利用Pockels效应实现实时电光锁定，将自注入锁定(Self-Injection Locking)架构与半导体激光器结合，创造出兼具高相干性和宽频带调谐能力的集成光源。该激光器在1毫秒积分时间内线宽仅2.58千赫兹，相对啁啾非线性低至8.2×10^?5，刷新了集成Pockels激光器的性能纪录。

实验验证阶段，该激光器直接驱动精密测距系统，在100次重复测量中展现出卓越的稳定性——无论是26米激光雷达(Light Detection and Ranging, LiDAR)测距还是20公里光纤测距，均实现厘米级分辨率。更令人振奋的是，通过相干脉冲积累技术显著提升了信噪比(SNR)，证实了其长期相干特性。这种集高相干性、宽带精确调谐和高速操作于一体的激光器，不仅为激光雷达和光纤传感开辟了新途径，更有望推动微波光子学(Microwave Photonics)和量子计算等前沿领域的发展。