PDH стабилизатор фазовой модуляции

Во многих приложениях людям необходимо подавлять шум лазера и стабилизировать длину его рабочей волны, среди хорошо известных – обнаружение гравитационных волн (см. проект LIGO, получивший Нобелевскую премию по физике в 2017 году), а также спектроскопическое обнаружение квантовых состояний в атомной физике, оптической частотной гребенке и квантовых вычислениях. Одной из распространенных технологий активной лазерной стабилизации частоты является технология Pound-Drever-Hall, которая фиксирует частоту излучения лазера в стабильном резонаторе высокой тонкости. Технология названа в честь Роберта Паунда, Рональда Древера и Джона Л. Холла. Технология PDH была опубликована в 1983 году в журнале «Applied Physics B» под названием «Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator». Согласно отчету Reuters за 2017 год, эта статья цитировалась более 2 тысяч раз.

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ

«Схема PDH обладает невероятной надежностью и действительно стала основным механизмом блокировки. Сегодня, спустя столько лет, мы все еще используем его, чтобы попытаться создать сверхстабильный лазер с шириной линии в несколько мГц». Д-р Джун Йе, НИСТ.

«Технология PDH - это очень умный и надежный способ получения сигнала об ошибке Error очень чистым способом. Есть и другие технологии, каждая из которых имеет свои особенности, но, честно говоря, технология PDH определенно самая надежная до сих пор». Pr Sylvain Gigan, Laboratoire Kastler Brossel.

Технология PDH использует обычные методы оптической гетеродинной спектроскопии и радиочастотной электроники для измерения частоты лазера стандартным прибором или F-P-полостью Фабри-Перо и обратной связи с ним для подавления отклонений частоты лазера. К его преимуществам можно отнести то, что время срабатывания может быть быстрее, чем время срабатывания полости.

По сравнению с любыми другими фазовыми модуляторами мы можем выделить преимущества серии LN-0.1:

l Адаптация к низким частотам: связь с постоянным током до частоты модуляции 200 МГц

l Специально для данного диапазона длин волн.

l Крайне низкое приводное напряжение Vπ.

l Низкие вносимые потери (опция LIL).

l Высокое входное сопротивление для повышения эффективности модуляции.

l Высокий коэффициент поляризации (PER) для версии l NIR.

l Запатентованная конструкция модуляции с низкой остаточной амплитудой (Residual Amplitude modulation-RAM) (EP3009879A1)

Реальные преимущества низкочастотных фазовых модуляторов

Обычные высокоскоростные (ГГц) электрооптические модуляторы, разработанные и разработанные для применения в области оптической связи, имеют нагрузочные терминалы сопротивления 50 Ом на концах радиочастотных проводов для уменьшения радиочастотного электрического отражения. При работе на низких частотах этот высокоскоростной фазорегулятор имеет слишком высокий ток в радиочастотных микроволновых линиях, что приводит к локальному нагреву эффекта Джоуля. Тепловая циркуляция и рассеивание тепла становятся проблемой, когда частота становится ниже и сравнима с постоянной времени теплового эффекта. Так, при нагреве и охлаждении меняются физические свойства электродов, волноводов.

Фазорегулятор LN-0.1 для iXblue спроектирован с высокой нагрузкой входного импеданса (10 кОм) для подавления теплового эффекта или разомкнутой цепи электродного провода (1 МОм), тест PDH может доказать, что этот модулятор может быть стабильным в большом диапазоне температур (от -40℃ до +85°C) при изменении температуры

Когда технология PDH реализуется с помощью электрооптического модулятора, RAM всегда появляется при искажениях и непредвиденных сдвигах частоты, вызывающих погрешные сигналы во время возмущения окружающей среды. Когда нестабильность системы постепенно снижается до крайне низкого уровня, все большее значение приобретает подавление или уменьшение частотной нестабильности, вызванной RAM. iXblue разработал для PDH и оптимизировал низкочастотный фазорегулятор, разработанный уменьшению RAM. RAM может быть снижена путем впрыска в модулятор напряжения постоянного тока, соответствующего отрицательному изменению коэффициента преломления литий-ниобатного волновода в целом. Одного напряжения постоянного тока 5-15 В достаточно, чтобы снизить RAM > 10 дБ. Внутри серии LN-0.1 встроены высокоимпедансные терминалы радиочастотной нагрузки, которые не будут повреждены сигналом постоянного тока.