|
| |
|
|
Přenos stabilní optické frekvence mezi pracovišti ÚPT a CESNET
Čížek, Martin ; Pravdová, Lenka ; Hucl, Václav ; Jelínek, Michal ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Mikel, Břetislav ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej ; Smotlacha, V. ; Havliš, O. ; Vojtěch, J.
Příspěvek pojednává o aktuálním stavu 306 km dlouhé experimentální linky pro přenos stabilní optické frekvence z telekomunikačního laserového normálu provozované mezi laboratořemi oddělení koherenční optiky na ÚPT AVČR v Brně a pracovištěm CESNET v Praze. Obousměrná linka využívá telekomunikační vlákno s vyhrazeným DWDM oknem 1540-1546 nm. V podmínkách ČR je v současné době uplatnění této technologie perspektivní jednak pro vzájemné porovnávání stability optických normálů a zároveň také pro dálkovou kalibraci přesných měřicích přístrojů (např. optické spektrální analyzátory) umístěných v průmyslových provozech (jaderná elektrárna), které nedovolují jejich transport do laboratoře s normálem optické frekvence. Byla vyhodnocena stabilita přenosu po kompenzované lince a provedeno dlouhodobé měření změn transportního zpoždění na lince.
|
|
|
Stabilizovaný laser pro spektroskopii se zchlazenými ionty kalcia
Čížek, Martin ; Pham, Minh Tuan ; Lešundák, Adam ; Hucl, Václav ; Řeřucha, Šimon ; Hrabina, Jan ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Spektroskopie s vysokým rozlišením prováděná na dopplerovsky zchlazeném iontu zachyceném v elektrické pasti vyžaduje vysoce koherentní excitační laser. Šířka jeho spektrální emisní čáry musí respektovat dobu života excitovaného přechodu. Typicky se jedná o jednotky Hz, neboť doba života excitovaného přechodu bývá minimálně v řádu sekund. Zároveň musí být excitační laser přeladitelný v řádu jednotek až desítek MHz. Nová generace normálů optických frekvencí – optických hodin – je založena na tomto druhu spektroskopie, proto bývají často takové excitační lasery označovány jako tzv. hodinové lasery. Náš příspěvek přibližuje probíhající vývoj sestavy hodinového laseru pracujícího na vlnové délce 729 nm, která bude využívána pro spektroskopii se zchlazeným zachyceným iontem kalcia 40Ca+ v laboratoři Ústavu přístrojové techniky AV ČR v Brně. Jako primární zdroj koherentního záření je použit diodový laser s externím rezonátorem pracující na vlnové délce 729 nm. Šířka spektrální čáry laseru bez použití stabilizace je cca 300 kHz. Laser je přeladitelný pomocí piezoelektrického aktuátoru v rozsahu cca 10 GHz s max. šířkou pásma modulace 2 kHz. Rychlé jemné ladění v řádu stovek MHz je možné modulací čerpacího proudu laserové diody s šířkou pásma 50 MHz. Na obr. 1 je schéma celé sestavy stabilizovaného hodinového laseru.
|
|
|
Trapping and cooling of single ions for frequency metrology and quantum optics experiments
Slodička, L. ; Pham, Minh Tuan ; Lešundák, Adam ; Hucl, Václav ; Čížek, Martin ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Lazar, Josef ; Obšil, P. ; Filip, R. ; Číp, Ondřej
Single trapped ions trapped in Paul traps correspond to ideal candidates for realization of extremely accurate optical atomic clocks and practical studies of the light–atom interactions and nonlinear mechanical dynamics. These systems benefit from both, the superb isolation of the ion from surrounding environment and excellent control of its external and internal\ndegrees of freedom, at the same time, which makes them exquisite platforms for experimental studies and applications of light matter interaction at its most fundamental level. The exceptional degree of control of single or few ion's state enabled in past decade number of major advancements in the applications from the fields of experimental quantum information\nprocessing and frequency metrology, including recent realization of scalable Shor's\nalgorithm, fractional uncertainties of the frequency measurements close to 10-18 level, or simulations of complex quantum many-body effects. These results, together with the rapid advancements in the production of low-noise segmented micro-traps, promise prompt access to long-desired regimes of quantum optomechanics and further development and applications\nof optical atomic clocks.
|
|
|
SMV-2017-22: Realizace víceosého interferometrického systému pro souřadnicové odměřování
Holá, Miroslava ; Lazar, Josef ; Hucl, Václav ; Čížek, Martin
Cílem projektu smluvního výzkumu bylo realizovat víceosý interferometrický systém pro souřadnicové odměřování. Jedná se o systém umožňující bezkontaktní měření polohy (posunutí) v osách x, y s kompenzací vlivu indexu lomu vzduchu. Důraz byl kladen na vysokou přesnost a opakovatelnost měření na nanometrové úrovni pro vlnovou délku 633 nm. Součástí projektu byl také vývoj a realizace řídící elektroniky pro detekci signálu pomocí homodynního kvadraturního detekčního systému. Celý systém byl testován v laboratorních podmínkách a poté instalován do příslušného systému v zadavatelské firmě.
|
|
|
Frekvenčně stabilizovaný polovodičový laserový zdroj pro interferometrii s vysokým rozlišením
Řeřucha, Šimon ; Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Sestavili jsme experimentální laserový systém, založený na laserové diodě typu DBR (Distributed Bragg Reflector), frekvenčně stabilizovaný na absorpční čáry v parách molekulárního jodu. Laserový systém operuje na vlnové délce ležící v blízkosti vlnové délky stabilizovaných helium-neonových (HeNe) laserů (tj. 633 nm), které představují de-facto standardní laserový zdroj v oblasti metrologie délek. Cílem bylo ověřit, že parametry takového systému umožní jej využít jako náhradu právě He-Ne laserů, která navíc umožní větší rozsah a větší šířku pásma přeladění optické frekvence a vyšší výkon. Experimentálně jsme ověřili základní charakteristiky laserového zdroje, které jsme dále porovnali s charakteristikami typického frekvenčně stabilizovaného He-Ne laseru. K tomu jsme využili experimentální uspořádání blízké typickým využitím laserové interferometrie v metrologii délky. Výsledky prokazují, že laserový systém, založený na laserové diodě DBR představuje vhodný zdroj pro aplikace v (nano) metrologii délky tím, že zachovává fundamentální požadavky na laserový zdroj jako frekvenční stabilita a koherenční délka a zároveň umožňuje přeladění optické frekvence o více než 0.5 nm s šířkou pásma modulace až několik MHz, vyšší výkon v řádu několika mW a díky stabilizaci i fundamentální metrologickou návaznost.
|
|
|
Optický rezonátor s nízkou disperzí pro účely délkového senzoru využivající optický frekvenční hřeben
Pravdová, Lenka ; Hucl, Václav ; Lešundák, Adam ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Ultra přesná měření délky jsou doménou laserových interferometrů. Na našem pracovišti jsme navrhli a experimentálně ověřili metodu měření s optickým rezonátorem, která využívá širokospektrálního záření optického frekvenčního hřebene. Měřená délka, tj. délka rezonátoru, je pak převedena na hodnotu opakovací frekvence pulsního laseru se synchronizací modů optického frekvenčního hřebene. V našem příspěvku nyní představujeme porovnání absolutní stupnice optického rezonátoru se stupnicí inkrementálního interferometru. Inkrementální interferometr je do sestavy implementován pro provedení požadované verifikace stupnice optického rezonátoru. Dvousvazkový inkrementální interferometr pracuje na vlnové délce 633 nm a měřicí zrcadlo rezonátoru vybavené piezo posuvem je s výhodou použito zároveň i jako zpětný odrážeč pro tento interferometr. Jako markantní chybový signál se zde projevuje periodická nelinearita stupnice inkrementálního interferometru. Relativní rozlišení naší metody tak dosahuje hodnoty až 10-9 při zachování absolutní stupnice měření.\n
|
|
|
Detekce frekvenčního šumu polovodičového laseru pracujícího na vlnové délce 729 nm
Pham, Minh Tuan ; Čížek, Martin ; Hucl, Václav ; Lazar, Josef ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Lešundák, Adam ; Číp, Ondřej
Práce se zabývá analýzou frekvenčního šumu laserové diody s externím rezonátorem (ECDL), pracující na vlnové délce 729 nm. ECDL bude sloužit jako budící laser zakázaného přechodu, zachyceného a zchlazeného, 40Ca+ iontu. Z tohoto důvodu je nutné, aby spektrální šířka tohoto laseru byla v řádu Hz a nižší. Součástí práce je experimentální design sestavy umožňující zúžení spektrální čáry pomocí fázového uzamčení frekvence laseru na vybranou komponentu optického frekvenčního hřebene, kde je šum potlačen rychlým elektronickým regulátorem se servosmyčkou, který řídí vstupní proud laseru.
|
|
|
Vysokofrekvenční rezonátor pro napájení iontové pasti
Jedlička, Petr ; Pham, Minh Tuan ; Čížek, Martin ; Pavelka, Jan ; Lešundák, Adam ; Hucl, Václav ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Byly navrženy a vyrobeny dvě verze rezonátorů - asymetrická a symetrická. Základem rezonátoru cívka, která tvoří s kapacitou iontové pasti paralelní rezonanční obvod. Energie je do rezonátoru přiváděna \npomocí vazební indukčnosti. Sestava rezonátoru byla doplněna výstupy pro monitoring \nvysokofrekvenčního napětí. Obě verze byly naladěny a proměřeny.\n\n
|
|
|
Dvojice fázově synchronizovaných polovodičových laserů pro délkovou metrologii
Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Polovodičové lasery nacházejí stále širší uplatnění v oblastech, kde dominují prozatím plynové He-Ne lasery. Jednou z takových oblastí je i délková metrologie, kde He-Ne laser pracující na vlnové délce 633 nm je stále tradičním zdrojem koherentního světla pro laserový interferometr odměřující vzdálenost. Výhodou polovodičových laserů oproti He-Ne laserům mají řádově větší optický výkon a výrazně širší rozsah přeladění vlnové délky bez modových přeskoků. Další výhodou je frekvenční modulace vlnové délky laserové diody přímou změnou hodnoty injekčního proudu. Zmíněné výhody předurčují takové laserové diody pro realizaci dvoufrekvenčních laserových zdrojů pro heterodynní interferometrii. V tomto případě je pomocí fázového závěsu optická frekvence jedné laserové diody zavěšena na optickou frekvenci laserové diody druhé a zároveň jsou optické frekvence obou laserů vzájemně odladěny o požadovanou hodnotu v řádu MHz. V našem příspěvku představujeme využití laserových diod s vnitřní strukturou s Braggovskou mřížkou pro realizaci dvoufrekvenčního laserového zdroje, který je určen pro laserovou interferometrii s heterodynní detekcí.
|
host ::
RSS.