Original title: Elektronika pro redukci šumu laserové diody s využitím nevyváženého vláknového interferometru
Translated title: Electronics for reducing the sideband noise of a laser diode by utilizing an unbalanced fiber interferometer
Authors: Čížek, Martin ; Šmíd, Radek ; Číp, Ondřej
Document type: Papers
Conference/Event: Laser54, Třešť (CZ), 2014-10-29 / 2014-10-31
Year: 2014
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
Měření délkových změn optických rezonátorů zpravidla vyžaduje použití laserů s úzkou spektrální šířkou. Pro sledování celého rozsahu délkových změn je zapotřebí laser s velkou přeladitelností. Zdroje laserového záření založené na DFB laserových diodách disponují velkým rozsahem přeladění, jejich nevýhodou je však šířka čáry v řádu až jednotek MHz. Obvyklý způsob zužování čáry laserové diody spočívá v elektronické stabilizaci její vlnové délky podle etalonové rezonátorové kavity např. metodou PDH. Tím však ztrácíme přeladitelnost. Řešení nabízí metoda redukce frekvenčního šumu laserové diody využívající jako etalon nevyvážený vláknový Michelsonův interferometr. Referenční rameno interferometru je tvořeno krátkým úsekem optického vlákna zakončeného Faradayovým zrcadlem. Měřicí rameno interferometru je tvořeno cívkou optického vlákna, jejíž délka je zvolena na základě počáteční šířky čáry nestabilizované laserové diody, a Faradayovým zrcadlem. Measuring length changes of optical resonators requires using of lasers with a narrow spectral width. Moreover, for tracking a whole range of possible lengths a widely-tunable laser is required. Laser sources based on DFB laser diodes have a wide optical frequency tuning range, however their spectral linewidth is up to single MHz. The usual way of narrowing the linewidth is based on stabilizing the wavelength of the laser by locking it on an etalon resonator cavity using for example a PDH setup. This of course leads to losing the tunability. We present a different approach where an unbalanced fiber Michelson interferometer with a measuring arm formed of a long optical fiber spool is used as a an optical frequency discriminator. The output electrical signal from the photodetector proportional to the optical frequency changes is used in a fast servo loop. The controller slightly detunes the laser diode by adjusting its pump current and locks optical frequency changes to a zero value. This leads to reducing the sideband noise of the laser by up to 60 dB. The whole method is independent on the actual wavelength of the laser and works in the whole tuning range of the DFB diode.
Keywords: analog and digital electronics; environmental effects; fiber optics; frequency noise reduction; interferometry; RF signal processing
Project no.: GPP102/12/P962 (CEP), GAP102/10/1813 (CEP), ED0017/01/01, LO1212 (CEP)
Funding provider: GA ČR, GA ČR, GA MŠk, GA MŠk
Host item entry: Sborník příspěvků multioborové konference Laser54, ISBN 978-80-87441-13-8

Institution: Institute of Scientific Instruments AS ČR (web)
Document availability information: Fulltext is available at the institute of the Academy of Sciences.
Original record: http://hdl.handle.net/11104/0238712

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-177551


The record appears in these collections:
Research > Institutes ASCR > Institute of Scientific Instruments
Conference materials > Papers