通快为2027年太空任务发射准备VCSELs

2022-08-31 11:14

通快（Trumpf Photonic Components（TPC））正在开发一种高功率、单模VCSEL，设计用于在太空使用的高度陀螺仪传感器。2027年，这颗带有量子陀螺仪的卫星计划发射到太空，以产生高度精确的姿态测定。该传感器的核心部件将是一个VCSEL光源。由于小型化和坚固性对该应用至关重要，非常小而耐用的VCSEL适用于此。与现有的激光器解决方案相比，VCSELs可以设计得更小几个数量级，并且成本大大降低。

拟议的单模VCSEL将具有稳定的偏振和狭窄的带宽，以解决量子传感器所需的高精度问题。TPC公司首席执行官Berthold Schmidt评论说：＂很高兴成为补贴项目的一部分，并结合各个专业领域，推动创新，加强德国作为光子学中心的地位。＂这些传感器使卫星能够高精度地相互对准，从而实现数据通信的高速连接。Schmidt补充：＂我们迫不及待地想看到VCSEL被集成到一颗微型卫星上，以支持全球范围内的高质量数据通信，并改善互联网连接的可用性，特别是在偏远地区。”

第一颗由量子技术控制的卫星计划于2027年发射到太空。图片：TRUMPF

VCSELs如何支持量子应用

量子技术可以确保长期的测量稳定性，在小空间内提供高性能，并减轻重量，Trumpf说。这不仅使卫星能够精确地保持其位置多年，而且还支持其他光谱应用和原子钟。

该公司正在开发一种单模VCSEL，在795nm处有10mW的输出。这比该技术以前所能提供的激光功率高十倍。该VCSEL还能在广泛的温度范围内提供所需的稳定性和空间使用所要求的坚固性。该公司表示，VCSEL技术在紧凑性和成本方面的突破也将在大众市场上开辟更多的应用。例如，精确的陀螺仪可用于工业、物流甚至是自动驾驶汽车中。

这个名为QYRO的补贴项目的总体开发预算约为2800万欧元，由德国联邦教育和研究部支持。TPC正在与费迪南德－布劳恩研究所、莱布尼兹高频技术研究所紧密合作，该研究所是世界上最著名的激光二极管研究机构之一。

合作伙伴正在共同开发具有高光谱纯度的VCSEL，同时满足量子技术和空间的要求。位于柏林的另一家通快公司将把VCSEL组件集成到一个坚固的、小型化的TO封装中，并配有额外的光学器件和温度稳定装置。

总共有五个项目合作伙伴，每个都有自己的专长，如博世（Bosch）正在开发一个小型化的、与空间兼容的测量单元。德国航空航天中心（DLR）将确保QYRO项目的太空适用性，并负责将卫星运送到太空。量子技术初创公司Q．ANT正在领导这个开发伙伴关系，并组装传感器的各种部件。