Modulator akusto-optik: Aplikasi dalam kabinet atom sejuk

Modulator akusto-optikAplikasi dalam kabinet atom sejuk

Sebagai komponen teras pautan laser semua gentian dalam kabinet atom sejuk,modulator akusto-optik gentian optikakan menyediakan laser stabil frekuensi berkuasa tinggi untuk kabinet atom sejuk. Atom akan menyerap foton dengan frekuensi resonan v1. Oleh kerana momentum foton dan atom adalah bertentangan, kelajuan atom akan berkurangan selepas menyerap foton, sekali gus mencapai tujuan penyejukan atom. Atom yang disejukkan dengan laser, dengan kelebihannya seperti masa probing yang panjang, penghapusan anjakan frekuensi Doppler dan anjakan frekuensi yang disebabkan oleh perlanggaran, dan gandingan lemah medan cahaya pengesanan, meningkatkan keupayaan pengukuran tepat spektrum atom dengan ketara dan boleh digunakan secara meluas dalam jam atom sejuk, interferometer atom sejuk, dan navigasi atom sejuk, antara medan lain.

Bahagian dalam modulator akusto-optik gentian optik AOM terutamanya terdiri daripada kristal akusto-optik dan kolimator gentian optik, dan sebagainya. Isyarat termodulat bertindak pada transduser piezoelektrik dalam bentuk isyarat elektrik (modulasi amplitud, modulasi fasa atau modulasi frekuensi). Dengan mengubah ciri input seperti frekuensi dan amplitud isyarat termodulat input, modulasi frekuensi dan amplitud laser input dicapai. Transduser piezoelektrik menukar isyarat elektrik kepada isyarat ultrasonik yang berbeza-beza dalam corak yang sama disebabkan oleh kesan piezoelektrik dan menyebarkannya dalam medium akusto-optik. Selepas indeks biasan medium akusto-optik berubah secara berkala, kekisi indeks biasan terbentuk. Apabila laser melalui kolimator gentian dan memasuki medium akusto-optik, pembelauan berlaku. Frekuensi cahaya terbelau meletakkan frekuensi ultrasonik pada frekuensi laser input asal. Laraskan kedudukan kolimator gentian optik untuk menjadikan modulator akusto-optik gentian optik berfungsi dalam keadaan terbaik. Pada masa ini, Sudut datang pancaran cahaya datang hendaklah memenuhi keadaan pembelauan Bragg, dan mod pembelauan hendaklah pembelauan Bragg. Pada masa ini, hampir semua tenaga cahaya datang dipindahkan ke cahaya pembelauan tertib pertama.

Modulator akuuto-optik AOM yang pertama digunakan di bahagian hadapan penguat optik sistem, memodulasi cahaya input berterusan dari bahagian hadapan dengan denyutan optik. Denyutan optik termodulat kemudian memasuki modul amplifikasi optik sistem untuk amplifikasi tenaga. Yang keduaModulator akuto-optik AOMdigunakan di bahagian belakang penguat optik, dan fungsinya adalah untuk mengasingkan hingar asas isyarat denyut optik yang dikuatkan oleh sistem. Tepi hadapan dan belakang denyutan cahaya yang dikeluarkan oleh modulator akuo-optik AOM pertama diagihkan secara simetri. Selepas memasuki penguat optik, disebabkan oleh gandaan penguat untuk tepi hadapan denyut yang lebih tinggi daripada tepi belakang denyut, denyutan cahaya yang dikuatkan akan menunjukkan fenomena herotan bentuk gelombang di mana tenaga tertumpu pada tepi hadapan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Untuk membolehkan sistem mendapatkan denyutan optik dengan taburan simetri di tepi hadapan dan belakang, modulator akuo-optik AOM pertama perlu menggunakan modulasi analog. Unit kawalan sistem melaraskan tepi naik modulator akuo-optik AOM pertama untuk meningkatkan tepi naik denyutan optik modul akuo-optik dan mengimbangi ketidakseragaman gandaan penguat optik di tepi hadapan dan belakang denyut.

Penguat optik sistem bukan sahaja menguatkan isyarat denyut optik yang berguna, tetapi juga menguatkan hingar asas jujukan denyut. Untuk mencapai nisbah isyarat-ke-hingar sistem yang tinggi, ciri nisbah kepupusan tinggi gentian optikModulator AOMdigunakan untuk menyekat hingar asas di bahagian belakang penguat, memastikan denyutan isyarat sistem boleh melaluinya dengan berkesan pada tahap yang paling tinggi sambil menghalang hingar asas daripada memasuki pengatup akusto-optik domain masa (pintu denyut domain masa). Kaedah modulasi digital digunakan, dan isyarat aras TTL digunakan untuk mengawal hidup dan mati modul akusto-optik bagi memastikan bahawa pinggir naik denyut domain masa modul akusto-optik adalah masa naik produk yang direka bentuk (iaitu, masa naik minimum yang boleh diperolehi oleh produk), dan lebar denyut bergantung pada lebar denyut isyarat aras TTL sistem.