Akustooptisk modulatorBruk i kalde atomskap
Som kjernekomponenten i helfiberlaserkoblingen i kaldtatomkabinettet,optisk fiber akustooptisk modulatorvil gi en frekvensstabilisert laser med høy effekt for kalde atomkabinett. Atomer vil absorbere fotoner med en resonansfrekvens på v1. Siden fotonenes og atomenes momentum er motsatt, vil atomenes hastighet avta etter absorpsjon av fotoner, og dermed oppnå formålet med å kjøle ned atomene. Laserkjølte atomer, med sine fordeler som lang sonderingstid, eliminering av Doppler-frekvensforskyvning og frekvensforskyvning forårsaket av kollisjon, og svak kobling av deteksjonslysfeltet, forbedrer den presise målekapasiteten til atomspektre betydelig og kan brukes mye i kalde atomklokker, kalde atominterferometre og kalde atomnavigasjon, blant andre felt.
Det indre av en akustooptisk modulator for optisk fiber (AOM) består hovedsakelig av en akustooptisk krystall og en fiberoptisk kollimator, etc. Det modulerte signalet virker på den piezoelektriske transduseren i form av et elektrisk signal (amplitudemodulasjon, fasemodulasjon eller frekvensmodulasjon). Ved å endre inngangsegenskapene, som frekvensen og amplituden til det modulerte inngangssignalet, oppnås frekvens- og amplitudemodulasjonen til inngangslaseren. Den piezoelektriske transduseren konverterer elektriske signaler til ultralydsignaler som varierer i samme mønster på grunn av den piezoelektriske effekten og forplanter dem i det akustooptiske mediet. Etter at brytningsindeksen til det akustooptiske mediet endres periodisk, dannes et brytningsindeksgitter. Når laseren passerer gjennom fiberkollimatoren og kommer inn i det akustooptiske mediet, oppstår diffraksjon. Frekvensen til det diffrakterte lyset legger en ultralydfrekvens over den opprinnelige inngangslaserfrekvensen. Juster posisjonen til den optiske fiberkollimatoren for å få den akustooptiske fiberoptiske modulatoren til å fungere i best mulig tilstand. På dette tidspunktet skal innfallsvinkelen til den innfallende lysstrålen tilfredsstille Bragg-diffraksjonsbetingelsen, og diffraksjonsmodusen skal være Bragg-diffraksjon. På dette tidspunktet overføres nesten all energien fra det innfallende lyset til førsteordens diffraksjonslys.
Den første AOM akutooptiske modulatoren brukes i frontenden av systemets optiske forsterker, og modulerer det kontinuerlige inngangslyset fra frontenden med optiske pulser. De modulerte optiske pulsene går deretter inn i systemets optiske forsterkningsmodul for energiforsterkning. Den andreAOM akustisk-optisk modulatorbrukes i bakenden av den optiske forsterkeren, og dens funksjon er å isolere basisstøyen fra det optiske pulssignalet som forsterkes av systemet. For- og bakkantene av lyspulsene som sendes ut av den første AOM akustisk-optiske modulatoren er symmetrisk fordelt. Etter at de har kommet inn i den optiske forsterkeren, vil de forsterkede lyspulsene vise et bølgeformforvrengningsfenomen der energien er konsentrert i forkanten, som vist i figur 3, fordi forsterkningen til forsterkeren for pulsens forkant er høyere enn for pulsens bakkant. For at systemet skal kunne oppnå optiske pulser med symmetrisk fordeling i for- og bakkantene, må den første AOM akustisk-optiske modulatoren ta i bruk analog modulering. Systemkontrollenheten justerer den stigende kanten av den første AOM akustisk-optiske modulatoren for å øke den stigende kanten av den optiske pulsen til den akustisk-optiske modulen og kompensere for forsterkningsujevnheten til den optiske forsterkeren i for- og bakkantene av pulsen.
Systemets optiske forsterker forsterker ikke bare de nyttige optiske pulssignalene, men forsterker også basisstøyen i pulssekvensen. For å oppnå et høyt signal-til-støy-forhold i systemet, er den optiske fiberens høye ekstinksjonsforholdsfunksjon nødvendig.AOM-modulatorbrukes til å undertrykke basisstøyen i bakenden av forsterkeren, slik at systemsignalpulsene kan passere effektivt gjennom i størst mulig grad, samtidig som det forhindrer at basisstøyen kommer inn i den akustooptiske lukkeren i tidsdomenet (pulsporten i tidsdomenet). Den digitale moduleringsmetoden brukes, og TTL-nivåsignalet brukes til å kontrollere av og på den akustooptiske modulen for å sikre at den stigende kanten av tidsdomenpulsen til den akustooptiske modulen er den designede stigetiden for produktet (dvs. den minimale stigetiden som produktet kan oppnå), og pulsbredden avhenger av pulsbredden til systemets TTL-nivåsignal.
Publisert: 01.07.2025