Fiber-Q? 堅固耐用,穩定性極佳,足以應對太空環境,適用于量子計算。
“光纖耦合聲光調制器”(FCAOM)這個詞或許讀起來有些拗口。然而,這個略顯拗口的描述背后,卻隱藏著一種優雅而強大的解決方案,它能夠直接控制光纖激光器輸出的時序、強度和時間波形——這使得光纖激光器可以應用于世界上一些要求最苛刻的應用領域,包括量子計算和空間計算。
我們對 FCAOM 的理解是Fiber-Q?,這是一款于 2008 年開發的產品,它利用了我們在聲光技術、光纖和光子封裝方面的豐富專業知識。該系列產品榮獲英國女王企業獎(創新)和英國物理學會(IOP)創新獎,其火柴盒大小的解決方案,波長范圍從 397 nm到 2000 nm,對于希望抓住快速增長的量子研究趨勢機遇的組織,以及專門為不斷擴大的空間應用市場提供組件和系統的OEM設備制造商而言,都蘊藏著巨大的潛力。
為了讓大家更好地理解這一點,量子技術目前是全球大規模投資的主題,許多政府(包括美國、英國、中國、日本和德國)都在開展大型的多年期項目,資金水平超過10億美元。同樣,太空作為光學和光子學的應用領域,其重要性正在呈指數級增長,涉及遙感、光譜學、激光雷達、空間通信等眾多學科。摩根士丹利預測,到 2030 年,全球太空產業的收入可能會超過 1 萬億美元。
然而,隨著這些應用變得越來越苛刻、要求越來越高,精度、穩定性、準確性和可靠性都變得更加重要——而這正是Fiber-Q?解決一些根本性挑戰的地方。

對光的終極控制
量子技術依賴于利用激光光源操縱和控制微小量子物體(如光子、原子和電子)的能力,而這需要極高的精確度。投射到這些物體上的能量必須在功率方面極其穩定,但也要足夠有針對性,才能在某些應用中(包括原子鐘)電離單個原子。
量子技術目前仍以研究為主,但該技術在許多實際領域具有明顯的應用潛力。例如,傳感和計時可以利用量子系統對環境影響的敏感性來更精確地測量物理特性。通信可以利用量子特性,更容易地檢測網絡的監視或干擾,即使是遠隔重洋的用戶之間也可以進行檢測。反過來,量子計算可以利用量子原理,以比傳統計算機快得多的速度解決某些類型的問題。所有這些環境的共同之處在于,在如此微小的能量應用中,幾乎沒有出錯的余地,而這正是 Fiber-Q? 真正發揮作用的地方。與傳統的調制光纖激光器的方法不同,Fiber-Q? 無需用戶控制調制介質中的光束特性。它將調制和光束整形功能集成在一個緊湊而堅固的光纖耦合封裝中。該密封封裝將光學元件密封在干燥惰性的環境中,從而確保穩定性和可靠性。
為了讓大家更直觀地了解,我們這里討論的是插入損耗低至 2 dB,消光比為 50 dB,回波損耗為 40 dB,極化消光比為 20 dB。最終,這不僅可以提高光束質量,還可以更好地控制光纖激光器輸出的時間特性(即脈沖頻率),以及更廣泛的脈沖形狀(即每個脈沖的持續時間和復雜性)。這種性能對于量子應用至關重要——而 Fiber-Q? 的封裝足夠堅固,可以可靠地進行大規模生產,只需將光纖與之匹配即可提供確定的輸入和輸出,并在對準過程中節省大量時間和精力。

即使在最嚴苛的條件下也能保持精準性和可靠性
從某種意義上說,區分量子和空間是有點人為的,因為我們上面提到的量子的主要潛在應用可以說對空間活動也至關重要。作為一種環境,太空給任何技術組件都帶來了巨大的額外挑戰。極低溫度、沖擊、振動、輻射以及完全真空環境下的運行都會對組件的可靠性產生不利影響。同時,航天應用本身的特性也要求系統體積小、重量輕,這就必然需要使用緊湊型組件。
Fiber-Q? 再次展現了其卓越的性能。該系列產品以可靠性著稱,采用堅固耐用的密封設計,封裝緊湊、低調——尺寸僅相當于一個大火柴盒——非常適合集成到對尺寸、重量和功耗 (SWaP) 比要求極高的光纖系統中。Fiber-Q? 已經成為更廣泛的太空成功故事的一部分,G&H 已經對其許多用于太空的解決方案進行了研究、開發、測試和認證。
Fiber-Q?:在現實世界中也取得了成功
量子領域的機遇和不斷發展的太空探索的可能性,對于我們的 Fiber-Q? 系列產品來說,當然是令人無比興奮的。憑借我們的研究傳承和內部專業知識,我們有能力繼續開發具有前瞻性的解決方案,以應對未來的挑戰——但不僅限于太空和量子領域。例如,我們的可見光譜 Fiber-Q? 變體能夠實現更緊湊、高效的全光纖儀器設計,用于拯救生命的生物醫學應用,例如顯微鏡和流式細胞術。無論是量子、太空、生物醫學還是任何其他應用,Fiber-Q?都只是我們發揮自身優勢的又一個平臺:用光子技術改變世界。
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