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Aigtek高壓放大器在激光穩(wěn)頻技術(shù)研究中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2025-1-15 11:03    發(fā)布者:aigtek01
關(guān)鍵詞: 高壓放大器
  實(shí)驗(yàn)名稱:穩(wěn)頻技術(shù)研究
  測(cè)試目的:激光穩(wěn)頻技術(shù)選取一個(gè)穩(wěn)定的參考頻率標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)待鎖定的激光頻率偏離特定的頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí),設(shè)法進(jìn)行鑒別并產(chǎn)生能反映這個(gè)偏差的誤差信號(hào),然后將誤差信號(hào)通過(guò)伺服系統(tǒng)反饋給待鎖定的激光系統(tǒng)。常用的參考頻率標(biāo)準(zhǔn)大致可分為兩大類:一類是以原子分子的躍遷譜線中心頻率作為參考標(biāo)準(zhǔn);一類是以光學(xué)諧振腔(包括法布里-珀羅諧振腔(F-P腔)、模式清潔器、倍頻諧振腔、光學(xué)參量振蕩器等)的共振頻率作為參考標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)激光穩(wěn)頻的方法有多種,如基于原子分子躍遷譜線的飽和吸收譜穩(wěn)頻法、調(diào)制轉(zhuǎn)移光譜穩(wěn)頻法、雙色譜穩(wěn)頻法等;基于光學(xué)諧振腔共振頻率的PDH(Pound-Drever-Hall)穩(wěn)頻法、Lock-in鑒相穩(wěn)頻法、Tilt-locking穩(wěn)頻法等。由于原子分子躍遷譜線的頻譜范圍有限,所以只能針對(duì)某些特定波長(zhǎng)的激光進(jìn)行穩(wěn)頻,而基于光學(xué)諧振腔共振頻率的穩(wěn)頻方法不受波長(zhǎng)的限制。
  測(cè)試設(shè)備:高壓放大器信號(hào)發(fā)生器示波器PZT、激光探測(cè)器等。
  實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

  圖1:基于模擬電路的自動(dòng)穩(wěn)頻的結(jié)構(gòu)示意圖,SG:信號(hào)發(fā)生器;Comp.:比較器Laser:激光器,OI:光學(xué)隔離器;EOM:電光相位調(diào)制器;PBS:偏振光束分束器;pticalCavity:光學(xué)腔;PD:光電探測(cè)器;LO:本地振蕩;PS:移相器;Mixer:混頻器;LF:低通濾波器;HVAmp.:高壓放大器
  利用紅外激光器,激光器的波長(zhǎng)為1064nm,功率為1.3w。紅外光經(jīng)過(guò)光學(xué)隔離器防止反射光進(jìn)入激光器而影響激光器的正常工作,經(jīng)過(guò)電光調(diào)制器對(duì)光的相位進(jìn)行調(diào)制,然后進(jìn)入到光學(xué)腔(使用模式清潔器),光學(xué)腔的反射光經(jīng)光電探測(cè)器探測(cè)得到電信號(hào)與調(diào)制信號(hào)在混頻器中混頻,再經(jīng)過(guò)低通濾波器得到誤差信號(hào),誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)穩(wěn)頻裝置,此裝置包括PI電路模塊和比較模塊,如果輸入的電信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)比較,輸入信號(hào)大于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)那么裝置自動(dòng)切換到鎖腔腔模式,同過(guò)高壓放大器來(lái)控制激光器的腔長(zhǎng)從而控制激光器的頻率,如果輸入信號(hào)小于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),此時(shí)自動(dòng)掃描裝置對(duì)光學(xué)腔進(jìn)行掃描,利用光電探測(cè)器的輸出的電信號(hào)來(lái)判定對(duì)激光頻率是鎖定還是掃描,其自動(dòng)穩(wěn)頻裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
  實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

  圖2:自動(dòng)穩(wěn)頻結(jié)果
  如圖在PDH穩(wěn)頻的基礎(chǔ)上,在反饋控制環(huán)路系統(tǒng)中增加了自動(dòng)穩(wěn)頻裝置,另取一路光電探測(cè)器的輸出信號(hào)(VD)接入自動(dòng)穩(wěn)頻裝置中,和自動(dòng)穩(wěn)頻裝置中的參考信號(hào)(VR)進(jìn)行比較這里的參考信號(hào)可同過(guò)另外一路光的光電探測(cè)器提供(設(shè)置VR≥1/2VD),如果VD>VR,則PID自動(dòng)開啟,接通PID和高壓放大器I,斷開信號(hào)源和高壓放大器II,然后進(jìn)行PDH穩(wěn)頻;如果VD接通信號(hào)源和高壓放大器II,即進(jìn)行掃描。自動(dòng)穩(wěn)頻裝置能夠自動(dòng)檢測(cè)到系統(tǒng)是否處于鎖定狀態(tài),如果失鎖,自動(dòng)穩(wěn)頻裝置能夠自動(dòng)啟動(dòng)掃描功能,直到重新找到光學(xué)諧振腔的共振頻率進(jìn)而重新進(jìn)行激光穩(wěn)頻。
  高壓放大器推薦:ATA-7020

圖:ATA-7020高壓放大器指標(biāo)參數(shù)
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