在许多应用中,人们需要抑制激光器噪声和稳定其工作波长,众所周知的应用包括引力波探测(参见2017年诺贝尔物理学奖LIGO项目),以及原子物理、光学频率梳和量子计算中的量子态光谱探测。常见的主动激光稳频技术是Pound-Drever-Hall技术,该技术将激光的发射频率锁定在稳定、高精细度的谐振腔中。这项技术以Robert Pound, Ronald Drever and John L.Hall而命名。PDH技术早在1983年的《Applied Physics B》杂志上发表,“Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator”。根据路透社2017年的报道,这篇论文被引用了2000多次。
“PDH方案具有难以置信的可靠性,真正成为了主流的锁定机制。天,这么多年过去了,我们仍在用它来尝试制造线宽为几mHz的超稳定激光器”。Jun Ye博士,NIST。
“PDH技术是一种非常智慧和可靠的方法,以非常干净的方式获得Error误差信号。还有其他一些各具特色的技术,但老实说,PDH技术绝对是迄为止zui可靠的”。Pr Sylvain Gigan, Laboratoire Kastler Brossel.
PDH技术使用常见的光学外差光谱和射频电子学方法,用标准具或法布里-珀罗F-P腔测量激光器的频率,并将测量结果反馈给激光器,以抑制激光器的频率偏差。其优点包括响应时间可能比腔的响应时间更快。
选择适合的调制器给PDH应用
下图给出了PDH设置的示例。当激光器的频率与腔的FSR(整数倍)完全匹配时,反射光和漏光具有相同的振幅,并且相位差180°。因此两束光相互干扰,反射光消失。
考虑到感兴趣的激光源的窄线宽和所需的调制深度,iXblue开发了一系列用于实现PDH技术的优化型相位调制器。
与任何其他相位调制器相比,我们可以区分LN-0.1系列的主要优点:
l 适应低频:直流耦合至200 MHz调制频率
l 用于给定的波长范围。
l 低的驱动电压Vπ.
l 低插入损耗(LIL选项)。
l 高输入阻抗,提高调制效率。
l NIR版本的高偏振消光比(PER)。
l 低剩余幅度调制(Residual Amplitude Modulation-RAM)利设计(EP3009879A1)
低频相位调制器的产品优势:
为光通信应用而设计和开发的普通高速(GHz)电光调制器在射频线的末端具有50欧姆负载电阻终端,以减少射频电反射。当在低频率下工作时,这种高速相位调制器在射频微波线路中有过高的电流,这导致焦耳效应的局部加热。当频率变得较低并且与热效应的时间常数相当时,热循环和散热就成了一个问题。因此,在加热和冷却过程中,电、波导的物理特性会发生变化。
iXblue的LN-0.1相位调制器采用高输入阻抗负载(10kΩ)抑制热效应或电线开路(1 MΩ)的设计,PDH测试能证明这种调制器可在温度变化时,性能稳定在一个大的温度范围内(-40℃到+85°C)
左图: 50Hz信号时明显有热效应,上面曲线为射频电信号,下面为光信号。
右图: 50KHz信号时无热效应,上面曲线为射频电信号,下面为光信号。
当用电光调制器实现PDH技术时,在环境扰动期间引起误差信号的畸变和非预期的频率偏移时RAM总会出现的。当系统的不稳定性逐渐降低到低水平时,抑制或减轻RAM引起的频率不稳定性就变得越来越重要。iXblue为PDH设计并优化了用于减小RAM的低频相位调制器。RAM可以通过在调制器注入一个直流电压而降低,该电压对应于铌酸锂波导一个整体的负折射率变化。一个5-15V直流电压足以将RAM降低>10 dB。LN-0.1系列内部嵌入高阻抗射频负载终端,不会被直流信号所损坏。
更新时间:2023/11/11 17:14:11
1060-1600nm宽带光纤可调谐滤波器型号:WLTF- WM
窄带光纤可调谐滤波器型号:Narrowband Tunable filter 1000-1700nm
高斯型光纤可调谐滤波器型号:780-1000nm
稳频相位调制器型号:PDH
Product classification
主营产品:昊量代理的产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件,连续激光器(CW),ns | ps | fs 脉冲激光器,可调谐激光器,激光量测设备,调制器,偏转器,滤波器,空间光调制产品,信号处理,分析设备,光谱仪器,相机系列,光学器件,光栅,光学晶体,光纤器件,位移台,偏转镜,旋转台,冷原子,量子光学产品,材料分析设备,光学检测设备,显微成像系统及组件,光学隔振平台,THz产品,X射线产品,等
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