차세대 고성능 레이저

일종의 우주용 GPS 시스템인 NASA의 DSN(Deep Space Network)은 극도의 정확도를 위해 원자 시계에 의존합니다. 모든 최신 내비게이션 시스템은 위치를 삼각 측량하기 위해 무선 신호의 정확한 시간을 측정해야 합니다. 그러나 정확도에 대한 요구는 우주 공간에서 훨씬 더 높으며, 먼 거리가 아주 작은 오류도 가중시킬 수 있습니다.

캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 전 연구원인 Lute Maleki와 우주 분야에 대한 그의 JPL 동료들이 이룬 발전은 이제 통신, 자율 주행 자동차용 거리 측정기, 양자 컴퓨팅과 같은 신흥 분야.

1980년대에 DSN의 원자 시계 기술을 개선하기 위해 노력하면서 Maleki는 JPL의 양자 과학 및 기술 그룹으로 알려진 그룹을 설립하여 광자 또는 진동하는 원자와 같은 대부분의 기본 입자를 제어하는 ​​양자 물리학을 사용하여 새로운 기능을 개발했습니다. 시계에. 팀은 더 좋고 더 저렴한 유형의 원자 시계를 개발했으며 또한 처음으로 광섬유 케이블을 통해 원자 시계 신호를 거의 20마일 떨어진 안테나로 보냈습니다.

1990년대 초 Maleki와 그의 연구실의 다른 구성원은 결국 새로운 유형의 발진기를 발명했습니다. "그는 해결할 수 없는 안정성 문제가 있었습니다. 저는 그 문제를 발진기로 바꿔서 해결하라고 말했고 우리는 광전자 발진기를 발명했습니다."라고 Maleki가 말했습니다.

발진기는 시간 기록뿐만 아니라 두 개 이상의 장치가 정보를 보내고 받는 정확한 주파수에 동의하도록 하는 통신에도 중요합니다. 이전의 모든 발진기는 전류를 사용하여 진동을 발생시켰지만 이번 발진기는 레이저 광을 사용했습니다. 광전자 발진기는 이후 레이더, 우주 공학 및 무선 통신과 같은 여러 응용 분야에서 중요하게 되었습니다.

그러나 일정한 주파수를 보장하려면 발진기에 공진기가 필요합니다. 당시에 이것은 일반적으로 출력 신호를 좋은 거리(이상적으로는 1마일 정도)로 전달하고 다시 순환시켜 시스템이 자체 출력 주파수를 추적하고 노이즈를 제거할 수 있는 광섬유였습니다. . 부피가 큰 시스템에 적합합니다.

이것은 그의 두 번째 기본 발명으로 이어졌습니다. 속삭이는 갤러리 모드 광학 공진기의 사용입니다. 당시 NASA에서는 거의 사용하지 않았지만 Maleki는 시장이 있다고 확신했습니다.

그는 1999년에 JPL을 관리하는 캘리포니아 공과 대학을 통해 라이선스를 받은 자신의 팀의 NASA 작업에서 약 30개의 특허로 OEwaves(OE는 광전자공학을 의미함)를 설립했습니다.

이 회사는 변화하는 기술 환경에서 발판을 찾는 데 시간이 걸렸지만 사용 가능한 가장 낮은 노이즈의 반도체 레이저를 포함하는 제품은 최근 몇 년 동안 새로운 시장이 열리고 있음을 발견했습니다. 하나는 수십 년 동안 존재했지만 특히 아시아에서 실행되기 시작한 개념인 "스마트 구조"입니다. 건물, 교량, 철도 및 기타 구조물에 내장된 광섬유 센서는 응력이나 변형을 감지할 수 있지만 파장의 미세한 변화를 나타내기 위해서는 저잡음 레이저가 필요합니다.

Maleki는 또한 정보를 보다 효율적으로 전달하지만 매우 높은 충실도를 요구하는 더 높은 주파수로 이동함에 따라 휴대폰 및 통신 시장의 수요가 증가할 것으로 예상한다고 말했습니다.

그리고 2014년 OEwaves는 자율주행차용 Li-DAR 기술을 개발하기 위해 Strobe Inc.라는 회사를 분사했습니다. LiDAR 시스템은 반사된 레이저 신호를 사용하여 주변 환경의 3차원 지도를 구축하며, 이는 많은 자율 주행 차량 회사에서 이를 가능하게 하는 기술로 간주합니다. GM 자회사인 Cruise Automation은 2017년에 Strobe를 인수했습니다.

Maleki는 JPL에서 시작된 동일한 기술을 통해 Strobe가 공진기만 사용하여 주파수를 빠르게 변경할 수 있는 작고 효율적인 LiDAR 시스템("처핑(chirping)"이라고 함)을 개발할 수 있었다고 말했습니다. 짹짹거리는 소리는 주변 물체의 거리와 속도를 측정하는 데 도움이 됩니다. 그리고 전체 시스템을 광자 집적 회로에 넣을 수 있어 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.

여러 대학과 기업에서도 통신, 컴퓨팅 및 기타 응용 분야를 위한 미래 양자 장치를 연구하기 위해 레이저 부품을 구매하고 있습니다.

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