Акустооптический модулятор: Применение в камерах холодных атомов
В качестве основного компонента волоконной лазерной линии связи в шкафу холодных атомов,оптоволоконный акустооптический модуляторБудет предоставлен мощный стабилизированный по частоте лазер для кабинета холодных атомов. Атомы будут поглощать фотоны с резонансной частотой v1. Поскольку импульсы фотонов и атомов противоположны, скорость атомов после поглощения фотонов уменьшается, что позволяет достичь цели охлаждения атомов. Лазерное охлаждение атомов, благодаря таким преимуществам, как длительное время зондирования, устранение доплеровского сдвига частоты и сдвига частоты, вызванного столкновениями, а также слабая связь с детекторным световым полем, значительно повышает точность измерения атомных спектров и может широко применяться в холодных атомных часах, холодных атомных интерферометрах и холодной атомной навигации, а также в других областях.
Внутренняя часть акустооптического модулятора на основе оптического волокна AOM в основном состоит из акустооптического кристалла и оптического коллиматора и т. д. Модулированный сигнал воздействует на пьезоэлектрический преобразователь в виде электрического сигнала (амплитудная модуляция, фазовая модуляция или частотная модуляция). Изменяя входные характеристики, такие как частота и амплитуда входного модулированного сигнала, достигается частотная и амплитудная модуляция входного лазера. Пьезоэлектрический преобразователь преобразует электрические сигналы в ультразвуковые сигналы, которые изменяются по тому же закону из-за пьезоэлектрического эффекта, и распространяет их в акустооптической среде. После периодического изменения показателя преломления акустооптической среды образуется решетка показателя преломления. Когда лазер проходит через волоконный коллиматор и попадает в акустооптическую среду, происходит дифракция. Частота дифрагированного света накладывает ультразвуковую частоту на исходную частоту входного лазера. Отрегулируйте положение оптоволоконного коллиматора для оптимальной работы акустооптического модулятора. При этом угол падения падающего светового пучка должен удовлетворять условию дифракции Брэгга, а режим дифракции должен быть брэгговским. В этом случае практически вся энергия падающего света переходит в дифракционный свет первого порядка.
Первый акустооптический модулятор AOM используется на входе оптического усилителя системы, модулируя непрерывный входной свет с входа оптическими импульсами. Модулированные оптические импульсы затем поступают в модуль оптического усиления системы для усиления энергии. ВторойАкутооптический модулятор АОМИспользуется на выходе оптического усилителя и предназначен для выделения шума на базовой частоте оптического импульса, усиленного системой. Передний и задний фронты световых импульсов, выдаваемых первым акустооптическим модулятором AOM, распределены симметрично. После входа в оптический усилитель, ввиду того, что коэффициент усиления усилителя на переднем фронте импульса выше, чем на заднем, усиленные световые импульсы демонстрируют искажение формы сигнала, при котором энергия концентрируется на переднем фронте, как показано на рисунке 3. Чтобы система могла получать оптические импульсы с симметричным распределением на переднем и заднем фронтах, первый акустооптический модулятор AOM должен использовать аналоговую модуляцию. Блок управления системой корректирует передний фронт первого акустооптического модулятора AOM для увеличения переднего фронта оптического импульса акустооптического модуля и компенсации неравномерности усиления оптического усилителя на переднем и заднем фронтах импульса.
Оптический усилитель системы усиливает не только полезные оптические импульсные сигналы, но и базовый шум импульсной последовательности. Для достижения высокого отношения сигнал/шум в системе, высокий коэффициент затухания оптического волокнаАОМ-модуляторИспользуется для подавления шума базы на выходе усилителя, обеспечивая максимально эффективное прохождение импульсов системного сигнала и предотвращая попадание шума базы на акустооптический затвор временной области (импульсный затвор временной области). Используется метод цифровой модуляции, а сигнал уровня ТТЛ используется для управления включением и выключением акустооптического модуля, чтобы гарантировать, что передний фронт импульса временной области акустооптического модуля соответствует расчетному времени нарастания продукта (т.е. минимальному времени нарастания, которое может обеспечить продукт), а длительность импульса зависит от длительности импульса системного сигнала уровня ТТЛ.
Время публикации: 01 июля 2025 г.