Modulator akustik-optik: Aplikasi dalam kabinet atom dingin

Modulator akustik-optikAplikasi pada lemari atom dingin

Sebagai komponen inti dari tautan laser serat optik sepenuhnya di kabinet atom dingin,modulator akusto-optik serat optikLaser berdaya tinggi yang distabilkan frekuensinya akan digunakan untuk kabinet atom dingin. Atom akan menyerap foton dengan frekuensi resonansi v1. Karena momentum foton dan atom berlawanan, kecepatan atom akan berkurang setelah menyerap foton, sehingga mencapai tujuan pendinginan atom. Atom yang didinginkan laser, dengan keunggulannya seperti waktu pengamatan yang lama, penghilangan pergeseran frekuensi Doppler dan pergeseran frekuensi yang disebabkan oleh tumbukan, serta kopling lemah medan cahaya deteksi, secara signifikan meningkatkan kemampuan pengukuran spektrum atom yang presisi dan dapat diterapkan secara luas dalam jam atom dingin, interferometer atom dingin, dan navigasi atom dingin, di antara bidang-bidang lainnya.

Bagian dalam modulator akusto-optik serat optik (AOM) terutama terdiri dari kristal akusto-optik dan kolimator serat optik, dll. Sinyal termodulasi bekerja pada transduser piezoelektrik dalam bentuk sinyal listrik (modulasi amplitudo, modulasi fase, atau modulasi frekuensi). Dengan mengubah karakteristik masukan seperti frekuensi dan amplitudo sinyal termodulasi masukan, modulasi frekuensi dan amplitudo laser masukan dapat dicapai. Transduser piezoelektrik mengubah sinyal listrik menjadi sinyal ultrasonik yang bervariasi dalam pola yang sama karena efek piezoelektrik dan merambatkannya dalam medium akusto-optik. Setelah indeks bias medium akusto-optik berubah secara periodik, terbentuk kisi indeks bias. Ketika laser melewati kolimator serat dan memasuki medium akusto-optik, terjadi difraksi. Frekuensi cahaya yang terdifraksi menumpuk frekuensi ultrasonik pada frekuensi laser masukan asli. Sesuaikan posisi kolimator serat optik agar modulator akustik-optik serat optik bekerja dalam kondisi terbaik. Pada saat ini, sudut datang berkas cahaya harus memenuhi kondisi difraksi Bragg, dan mode difraksi harus berupa difraksi Bragg. Pada saat ini, hampir seluruh energi cahaya datang ditransfer ke cahaya difraksi orde pertama.

Modulator akuto-optik AOM pertama digunakan di bagian depan penguat optik sistem, memodulasi cahaya masukan kontinu dari bagian depan dengan pulsa optik. Pulsa optik yang dimodulasi kemudian masuk ke modul penguat optik sistem untuk penguatan energi. Yang keduaModulator akustik-optik AOMDigunakan di bagian belakang penguat optik, dan fungsinya adalah untuk mengisolasi noise dasar dari sinyal pulsa optik yang diperkuat oleh sistem. Tepi depan dan belakang pulsa cahaya yang dihasilkan oleh modulator akustik-optik AOM pertama terdistribusi secara simetris. Setelah memasuki penguat optik, karena penguatan penguat untuk tepi depan pulsa lebih tinggi daripada untuk tepi belakang pulsa, pulsa cahaya yang diperkuat akan menunjukkan fenomena distorsi bentuk gelombang di mana energi terkonsentrasi di tepi depan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Untuk memungkinkan sistem memperoleh pulsa optik dengan distribusi simetris di tepi depan dan belakang, modulator akustik-optik AOM pertama perlu mengadopsi modulasi analog. Unit kontrol sistem menyesuaikan tepi naik modulator akustik-optik AOM pertama untuk meningkatkan tepi naik pulsa optik modul akustik-optik dan mengkompensasi ketidakseragaman penguatan penguat optik di tepi depan dan belakang pulsa.

Penguat optik pada sistem tidak hanya memperkuat sinyal pulsa optik yang bermanfaat, tetapi juga memperkuat derau dasar dari rangkaian pulsa. Untuk mencapai rasio sinyal terhadap derau sistem yang tinggi, fitur rasio peredaman tinggi dari serat optik sangat diperlukan.Modulator AOMDigunakan untuk menekan noise dasar di ujung belakang amplifier, memastikan bahwa pulsa sinyal sistem dapat melewati secara efektif hingga batas maksimal sambil mencegah noise dasar memasuki rana akusto-optik domain waktu (gerbang pulsa domain waktu). Metode modulasi digital diadopsi, dan sinyal level TTL digunakan untuk mengontrol hidup dan mati modul akusto-optik untuk memastikan bahwa tepi naik pulsa domain waktu modul akusto-optik adalah waktu naik yang dirancang untuk produk (yaitu, waktu naik minimum yang dapat diperoleh produk), dan lebar pulsa bergantung pada lebar pulsa sinyal level TTL sistem.