采用Vescent D2-125可重構伺服器穩定光學頻率梳的產生
我們知道梳子的梳齒之間是離散的、等間距的。同樣的，光頻“梳”是一些離散的、頻率等間距的像梳子的梳齒一樣形狀的光譜。
簡單來講，光學頻率梳是通過對激光器進行鎖模產生超短激光脈沖，如鈦寶石飛秒激光器、飛秒光纖激光器等，而且相鄰脈沖之間的時間間隔是一樣的。簡言之，光學頻率梳指的是不同頻率之間的光有相對穩定的相位關系。
其次，光學頻率梳有什么奇特的應用呢？
光學頻率梳像是一把擁有精密刻度的光尺，一般的儀器以毫米、毫秒為單位，而光學頻率梳的準確度，在長度的測量上勝過納米，在時間上則勝過飛秒、甚至達到阿托秒。
頻率梳提供的是波長尺，可以在非常多的波長上進行精密的頻域與式域校準，其精度是從來沒有的。頻率梳研究是下一代原子鐘、天文觀測、阿托秒光學物理、精密光譜測量、高速數據傳輸等領域的突破口。
穩定的光學頻率梳出現以后，準確測量得以實現。因此穩定光學頻率梳的產生成為國內外專家學者的研究熱點。
怎樣得到穩定的光學頻率梳呢？
Vescent Photonics提供一系列的激光器、激光器驅動及激光器控制電子器件。近年來，采用Vescent電子器件進行光學頻率梳的產生與穩定，是很多客戶所感興趣的。
構建光學頻率梳的關鍵一步是穩定梳齒間隔，加州大學的研究員Dr. Shu-wei Huang采用Vescent D2-125可重構伺服器穩定了頻率梳的梳齒間隔，其光學頻率梳基于微腔激光器。
Dr. Shu-wei Huang采用窄線寬連續激光器泵浦克爾微諧振腔得到光學頻率梳。該微諧振腔設計用于輸出圍繞1600nm泵浦波長17.9GHz的自由光譜。頻率梳的兩個自由度：梳齒間隔與載波包絡相位頻移分別獨立鎖相到兩個微波合成器。微諧振腔的熱容只有2×10-15 m3，梳齒間隔極易受到泵浦功率擾動、溫度變化、光學準直漂移等技術性噪音的影響。因此，帶寬500kHz以上的伺服循環對于穩定微諧振器頻率梳的梳齒間隔是非常關鍵的。Dr. Shu-wei Huang詳細介紹了他們是如何采用Vescent D2-125可重構伺服器實現了頻率梳齒間隔的伺服循環。
圖1
通過高速光電探測器（EOT，ET-3500）測量17.9GHz的梳齒間隔，并采用低噪前置放大器進行了放大。圖2是解調后的梳齒間隔拍音信號，可見信噪比高于60dB，分辨率100kHz。該電學信號與微波合成器（Gigatronics 905）采用雙平衡混頻器（Pasternack PE8653）進行混頻，縮混信號經過2.5MHz低通濾波（Minicircuits BLP-1.9+）后作為參考信號，反饋給PID伺服循環（Vescent Photonics D2-125）。
圖2
為了得到好的噪聲yi 制，他們將di一級積分器的頻率設置為1KHz，di二級積分器的頻率設置在200kHz。為了得到更加穩定的伺服循環，他們將衍生控制頻率設置在500kHz，微分增益設置為10dB。伺服輸出通過光纖光電調制器接收，以此來控制摻鉺放大器（EDFA）的輸入功率，EDFA是用來泵浦微諧振腔的。EDFA在電流控制模式下運行，輸入調制可以直接轉換成輸出功率。對泵浦功率的調制是通過熱擴散、熱光效應、非線性相位累積來控制梳齒間隔的有用途徑。圖3展示了微諧振腔的光學頻率梳自由運行（紅色線）與穩定狀態（黑色線）下的AC錯誤信號。
圖3
由于光學準直的漂移，伺服輸出的平均水平會持續增加，直到10分鐘后失鎖。因此，他們采用D2-125伺服器的di二路伺服輸出進行了慢伺服。增益設置為1s，通過DIP選擇增益系數。di二路伺服輸出用于調制EDFA的驅動電流，這延長了數個小時的穩定鎖定狀態。
圖4展示了在自由出射（黑色空心方塊）與穩定梳齒間隔（藍色實心方塊）條件下的阿倫方差，可見梳齒間隔的主動伺服循環相比于自由出射提高了大于5個數量級的穩定性。
圖4
D2-125在穩定驅動系統的伺服循環上有著非常優異的性能，還有客戶用來做脈沖鎖模光纖激光器的重頻穩定及光纖激光器的主頻及倍頻的穩定。更多關于D2-125的信息，請點擊這里。
如果您有關于此項應用的問題或者您想知道D2-125可以怎樣滿足您的激光控制需求，歡迎隨時聯系我們。
除了近年來風靡世界的D2-125，Vescent Photonics還提供一系列的激光器、激光器驅動及激光器控制電子器件。詳情點擊這里。
P
產品分類
RODUCT CLASS公司電話：0532-80982937
公司傳真：0532-80982935
公司郵箱：sales@sourcescn.com
公司地址：山東省青島市黃島區峨眉山路396號光谷軟件園57棟501室
