Modulator akustik-optik: Aplikasi dalam lemari atom dingin

Modulator akustik-optik:Aplikasi dalam lemari atom dingin

Sebagai komponen inti dari tautan laser serat di kabinet atom dingin,modulator akustik-optik serat optikakan menyediakan laser berdaya tinggi yang distabilkan frekuensi 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 probing yang lama, eliminasi pergeseran frekuensi Doppler dan pergeseran frekuensi akibat tumbukan, serta kopling lemah medan cahaya deteksi, secara signifikan meningkatkan kemampuan pengukuran presisi spektrum atom dan dapat diterapkan secara luas dalam jam atom dingin, interferometer atom dingin, dan navigasi atom dingin, di antara bidang-bidang lainnya.

Bagian dalam modulator akustik-optik serat optik AOM terutama terdiri dari kristal akustik-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 tercapai. Transduser piezoelektrik mengubah sinyal listrik menjadi sinyal ultrasonik yang bervariasi dalam pola yang sama karena efek piezoelektrik dan menyebarkannya dalam media akustik-optik. Setelah indeks bias media akustik-optik berubah secara periodik, kisi indeks bias terbentuk. Ketika laser melewati kolimator serat dan memasuki media akustik-optik, terjadi difraksi. Frekuensi cahaya terdifraksi menumpangkan frekuensi ultrasonik pada frekuensi laser masukan asli. Sesuaikan posisi kolimator serat optik agar modulator akustik serat optik bekerja dalam kondisi terbaik. Pada saat ini, sudut datang berkas cahaya datang harus memenuhi kondisi difraksi Bragg, dan mode difraksi harus difraksi Bragg. Pada saat ini, hampir seluruh energi cahaya datang ditransfer ke cahaya difraksi orde pertama.

Modulator akustik-optik AOM pertama digunakan di ujung depan penguat optik sistem, memodulasi cahaya masukan kontinu dari ujung depan dengan pulsa optik. Pulsa optik termodulasi kemudian memasuki modul amplifikasi optik sistem untuk amplifikasi energi. Modulator keduaModulator akustik-optik AOMDigunakan di ujung belakang penguat optik, dan fungsinya adalah untuk mengisolasi derau dasar dari sinyal pulsa optik yang diperkuat oleh sistem. Tepi depan dan belakang pulsa cahaya yang dikeluarkan oleh modulator akustik-optik AOM pertama terdistribusi secara simetris. Setelah memasuki penguat optik, karena penguatan penguat untuk tepi depan pulsa lebih tinggi daripada penguatan 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. Agar sistem dapat 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 sistem tidak hanya memperkuat sinyal pulsa optik yang berguna, tetapi juga memperkuat derau dasar dari rangkaian pulsa. Untuk mencapai rasio sinyal-terhadap-derau sistem yang tinggi, fitur rasio pemadaman tinggi dari serat optikModulator AOMDigunakan untuk meredam derau dasar di ujung belakang penguat, memastikan pulsa sinyal sistem dapat melewatinya secara efektif semaksimal mungkin sekaligus mencegah derau dasar memasuki rana akustik-optik domain waktu (gerbang pulsa domain waktu). Metode modulasi digital diadopsi, dan sinyal level TTL digunakan untuk mengontrol nyala dan mati modul akustik-optik guna memastikan bahwa tepi naik pulsa domain waktu modul akustik-optik sesuai dengan waktu naik produk yang dirancang (yaitu, waktu naik minimum yang dapat dicapai produk), dan lebar pulsa bergantung pada lebar pulsa sinyal level TTL sistem.