|
| |
|
|
Elektronika pro stabilizaci optických frekvenčních hřebenů
Hucl, Václav ; Čížek, Martin ; Šmíd, Radek ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Většina experimentů využívajících optický hřeben (komb) vyžaduje frekvenční a fázové zavěšení repetiční frekvence frep a offsetové frekvence fCEO na stabilní RF referenční signál generovaný z vysoce přesného oscilátoru (H-maser, GPSDO…). K zabránění tepelnému a mechanickému ovlivňování experimentálních sestav a optického hřebene při dlouhodobých experimentech je zároveň nanejvýš žádoucí v maximální možné míře omezit dobu pobytu osob v laboratoři. Tyto důvody nás vedly ke zkonstruování dálkově ovládaného systému pro dálkově pro dlouhodobou stabilizaci optického frekvenčního hřebene. V našem případě jsme stabilizovali optovláknový komb FC1500 od firmy Menlo Systems. Stabilizace probíhá ve dvou nezávislých smyčkách fázového závěsu. V první smyčce dochází k regulaci repetiční frekvence fs laseru, kde využíváme výstupní signál fotodetektoru monitorujícího výstup fs laseru jako zpětnou vazbu. V druhé smyčce regulujeme offsetovou frekvenci na základě zpětné vazby zprostředkované výstupním signálem f-2f interferometru. Regulace je realizována ve dvou řádech. První řád tvořený rychlým regulátorem s obvodem AD9956 s omezeným rozsahem přeladění je doplněn pomalejším regulátorem druhého řádu s velkým výstupním dynamickým rozsahem realizovaným s využitím digitálního signálového procesoru. Elektronika je připojena na komunikační sběrnici CAN, což umožňuje vzdáleně ovládat celé zařízení z prostředí LabView.
|
|
|
Elektronika pro redukci šumu laserové diody s využitím nevyváženého vláknového interferometru
Čížek, Martin ; Šmíd, Radek ; Číp, Ondřej
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.
|
|
|
Narrowing the linewidth of laser diode via fiber interferometer
Šmíd, Radek ; Argence, B. ; Číp, Ondřej ; Santarelli, G.
In this work we present a method of stabilization of laser diodes by unbalanced Michelson fiber interferometer. The unstabilized laser source is represented by compact planar waveguide external cavity laser module ORION (Redfern Integrated Optics, Inc.) working at 1040.57 nm with < 3 kHz linewidth. Wavelength of the laser matches P(13) 13C2H2 absorption line with tunability range +/- 10 pm. We built Michelson interferometer with 1 km arm based on SMF-28 fiber spool to suppress the frequency noise by fast PI control loop up to 33 kHz by modulation voltage. We were able to decrease the noise level by -60 dBc/Hz up to 33 kHz modulation limit range.
|
|
|
Fabry-Perot displacement interferometry in air
Šmíd, Radek ; Durand, M. ; Wang, Y. ; Lawall, J.
In earlier work, we have demonstrated the use of Fabry-Perot interferometry to measure displacements of up to 50 mm with a fractional accuracy of 4 x 10-10 in vacuum. The initial work was done at a wavelength of 633 nm, and the more recent work was done at 1560 nm. We now seek to extend the approach to displacement measurements in air. A well-known approach to compensate for the refractive index of air without relying on independent measurements of the temperature and pressure is to use two wavelengths. In this work, we supplement our implementation at 1560 nm with an additional laser at 1064 nm in order to control for the dispersion of air.
|
|
|
Evaluation of lenght of the Fabry-Perot cavity with ultra-low expansion spacer with optical frequency comb
Šmíd, Radek ; Čížek, Martin ; Číp, Ondřej
The ultra-low expansion materials play a crucial role in laser stabilization and they are essential for laser stalibization. Blocks made from ultra-low expansion material are used as a base for precise interferometric measurements and in AFM microscopes. In our experiment we have monitored the free spectral range (FSR) changes and absolute length of a Fabry-Perot cavity (FPC) with a spacer made from an ultra-low expansion ceramics (Zerodur) with the expansion coefficient (CTE) of 2.8 • 10-8K-1. Experiment was carried out in the vacuum chamber at the pressure as low as 1 O'5 Pa. A fiber based femtosecond mode-locked laser with 100 MHz repetition frequency and central wavelength of 1550 nm was locked to a GPS disciplined crystal oscillator with a short term stability better than 10"12 and long term stability controlled by GPS clocks. An auxiliary tunable DFB laser diode was locked to a certain optical mode of the FPC. A beat-note signal from optical mixing between the laser and a stabilized femtosecond frequency comb is detected and processed. The absolute optical frequency of this mode is defined by saturation to acetylene cell. The FPC spacer of Zerodur material of 175 mm length was analyzed during the temperature cycling process from 22 - 35°C. Measured CTE of the spacer material was (0.069 ± 0.005) • 10-6K-1. Material exhibited hysteresis in the spacer length up to 8 nm during cycling process.
|
|
| |
host ::
RSS.