次世代高性能レーザー

宇宙用のGPSシステムの一種であるNASAのディープスペースネットワーク（DSN）は、原子時計に依存して非常に高い精度を実現しています。最新のナビゲーションシステムは、位置を三角測量するために無線信号の時間を正確に計る必要があります。しかし、精度の必要性は宇宙ではさらに高く、距離が遠い場合は小さなエラーでも悪化する可能性があります。

カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所の元研究者であるルートマレキと彼の宇宙に関するJPLの同僚による進歩により、通信、自動運転車の距離計などのアプリケーション向けに、世界で最も洗練されたレーザーと発振器が生まれました。量子コンピューティングのような新しい分野。

1980年代、DSNの原子時計技術の改善に取り組んだとき、マレキはJPLの量子科学技術グループとして知られるようになったものを設立し、光子や振動原子などの最も素粒子を支配する量子物理学を使用して新しい機能を開発しました。時計で。チームは、より優れた、より手頃なタイプの原子時計を開発し、また、初めて、光ファイバーケーブルを介して約20マイル離れたアンテナに原子時計信号を送信しました。

1990年代初頭、マレキと彼の研究室の別のメンバーは、新しいタイプの発振器を発明することになりました。 「彼には解決できない安定性の問題があり、私はそれを発振器に変えて解決するように彼に言いました。そして私たちは光電子発振器を発明しました」とマレキは言いました。

発振器は、時間管理だけでなく、情報を送受信する正確な周波数について2つ以上のデバイスが合意できるようにする通信にとっても重要です。以前のすべての発振器はそれらの振動を生成するために電流を使用していましたが、これはレーザー光を使用していました。それ以来、光電子発振器は、レーダー、宇宙工学、無線通信などのいくつかのアプリケーションにとって重要になっています。

ただし、一定の周波数を確保するには、発振器には共振器が必要です。当時、これは通常、出力信号を適切な距離（理想的には1マイル程度）で伝送し、循環させて、システムが自身の出力周波数を追跡し、ノイズをキャンセルできる光ファイバーでした、とマレキ氏は説明しました。 。かさばるシステムになりました。

これは彼の2番目の基本的な発明につながりました：ささやきの回廊モード光共振器の使用。当時、NASAはほとんど使用していませんでしたが、マレキは市場があると確信していました。

彼は1999年にOEwaves（OEはオプトエレクトロニクスの略）を設立し、JPLを管理するカリフォルニア工科大学からライセンスを受けた彼のチームのNASAの仕事から約30件の特許を取得しました。

同社は変化する技術環境に足を踏み入れるのにしばらく時間がかかりましたが、入手可能な最低ノイズの半導体レーザーを含む同社の製品は、近年新しい市場を開拓しています。 1つは「スマート構造」です。これは、何十年も前から存在していましたが、特にアジアで実践され始めている概念です。建物、橋、鉄道、その他の構造物に埋め込まれた光ファイバーセンサーは、応力や変形を感知できますが、これには、波長のわずかな変化を明らかにするために低ノイズのレーザーが必要です。

マレキ氏はまた、携帯電話や通信市場は、情報をより効率的に伝達するが非常に高い忠実度を必要とするより高い周波数に移行するため、需要の増加を期待していると述べました。

そして2014年、OEwavesはStrobe Inc.という会社をスピンオフし、自動運転車用のLi-DARテクノロジーを開発しました。 LiDARシステムは、反射レーザー信号を使用して周囲の3次元マップを作成します。これは、多くの自動運転車会社が実現技術と見なしています。 GMの子会社であるCruiseAutomationは、2017年にStrobeを購入しました。

マレキ氏によると、JPLで始まった同じ技術により、ストロボは、共振器のみを使用して周波数を迅速に変更できる小型で効率的なLiDARシステム（「チャープ」と呼ばれる手法）を開発できました。チャーピングは、周囲の物体の距離と速度の両方を測定するのに役立ちます。また、システム全体をフォトニック集積回路に配置して、コストをさらに削減することができます。

いくつかの大学や企業も、通信、コンピューティング、およびその他のアプリケーション用の将来の量子デバイスを研究するためにレーザーコンポーネントを購入しています。

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