Akusto-optik modülatörSoğuk atom kabinlerinde uygulama
Soğuk atom kabinindeki tamamen fiber optik lazer bağlantısının temel bileşeni olarak,optik fiber akustik-optik modülatörSoğuk atom kabini için yüksek güçlü, frekans stabilizasyonlu lazer sağlanacaktır. Atomlar, v1 rezonans frekansına sahip fotonları emecektir. Fotonların ve atomların momentumları zıt olduğundan, atomlar fotonları emdikten sonra hızları azalacak ve böylece atomların soğutulması amacı gerçekleştirilecektir. Lazerle soğutulan atomlar, uzun araştırma süresi, Doppler frekans kaymasının ve çarpışmadan kaynaklanan frekans kaymasının ortadan kaldırılması ve algılama ışık alanının zayıf eşleşmesi gibi avantajlarıyla, atomik spektrumların hassas ölçüm yeteneğini önemli ölçüde geliştirir ve soğuk atom saatlerinde, soğuk atom interferometrelerinde ve soğuk atom navigasyonunda yaygın olarak uygulanabilir.
Optik fiber AOM akustik-optik modülatörünün iç yapısı esas olarak bir akustik-optik kristal ve optik fiber kolimatörden oluşur. Modüle edilmiş sinyal, elektriksel sinyal (genlik modülasyonu, faz modülasyonu veya frekans modülasyonu) şeklinde piezoelektrik dönüştürücüye etki eder. Giriş modüle edilmiş sinyalinin frekansı ve genliği gibi giriş özelliklerini değiştirerek, giriş lazerinin frekans ve genlik modülasyonu elde edilir. Piezoelektrik dönüştürücü, elektriksel sinyalleri piezoelektrik etki nedeniyle aynı düzende değişen ultrasonik sinyallere dönüştürür ve bunları akustik-optik ortamda yayar. Akustik-optik ortamın kırılma indisi periyodik olarak değiştikten sonra, bir kırılma indisi ızgarası oluşur. Lazer fiber kolimatörden geçip akustik-optik ortama girdiğinde kırınım meydana gelir. Kırınan ışığın frekansı, orijinal giriş lazer frekansına ultrasonik bir frekans ekler. Optik fiber akustik-optik modülatörün en iyi şekilde çalışması için optik fiber kolimatörün konumunu ayarlayın. Bu sırada, gelen ışık demetinin geliş açısı Bragg kırınım koşulunu sağlamalı ve kırınım modu Bragg kırınımı olmalıdır. Bu durumda, gelen ışığın enerjisinin neredeyse tamamı birinci dereceden kırınım ışığına aktarılır.
Birinci AOM akustik-optik modülatör, sistemin optik yükselticisinin ön ucunda kullanılır ve ön uçtan gelen sürekli giriş ışığını optik darbelerle modüle eder. Modüle edilmiş optik darbeler daha sonra enerji yükseltmesi için sistemin optik yükseltme modülüne girer. İkinciAOM akustik-optik modülatörOptik yükselticinin arka ucunda kullanılır ve işlevi, sistem tarafından yükseltilen optik darbe sinyalinin temel gürültüsünü izole etmektir. İlk AOM akustik-optik modülatör tarafından üretilen ışık darbelerinin ön ve arka kenarları simetrik olarak dağılmıştır. Optik yükselticiye girdikten sonra, darbe ön kenarı için yükselticinin kazancı, darbe arka kenarı için olan kazançtan daha yüksek olduğundan, yükseltilmiş ışık darbeleri, Şekil 3'te gösterildiği gibi, enerjinin ön kenarda yoğunlaştığı bir dalga formu bozulma fenomeni gösterecektir. Sistemin ön ve arka kenarlarda simetrik dağılıma sahip optik darbeler elde etmesini sağlamak için, ilk AOM akustik-optik modülatörün analog modülasyon kullanması gerekir. Sistem kontrol ünitesi, akustik-optik modülün optik darbesinin yükselen kenarını artırmak ve darbenin ön ve arka kenarlarındaki optik yükselticinin kazanç düzensizliğini telafi etmek için ilk AOM akustik-optik modülatörün yükselen kenarını ayarlar.
Sistemin optik yükselticisi, yalnızca yararlı optik darbe sinyallerini yükseltmekle kalmaz, aynı zamanda darbe dizisinin temel gürültüsünü de yükseltir. Yüksek sistem sinyal-gürültü oranına ulaşmak için, optik fiberin yüksek sönümleme oranı özelliği gereklidir.AOM modülatörüAmplifikatörün arka ucundaki temel gürültüyü bastırmak için kullanılır ve sistem sinyal darbelerinin en büyük ölçüde etkili bir şekilde geçmesini sağlarken, temel gürültünün zaman alanlı akustik-optik deklanşöre (zaman alanlı darbe kapısı) girmesini önler. Dijital modülasyon yöntemi benimsenmiştir ve akustik-optik modülün açılıp kapanmasını kontrol etmek için TTL seviye sinyali kullanılır; böylece akustik-optik modülün zaman alanlı darbesinin yükselen kenarının, ürünün tasarlanmış yükselme süresi (yani, ürünün elde edebileceği minimum yükselme süresi) olması ve darbe genişliğinin sistem TTL seviye sinyalinin darbe genişliğine bağlı olması sağlanır.
Yayın tarihi: 01.07.2025