Akustooptisk modulatorAnvändning i kalla atomskåp
Som kärnkomponent i helfiberlaserlänken i kallatomskåpet,optisk fiber akustooptisk modulatorkommer att tillhandahålla en högeffekts frekvensstabiliserad laser för kalla atomer. Atomer kommer att absorbera fotoner med en resonansfrekvens på v1. Eftersom fotonernas och atomernas rörelsemängd är motsatt, kommer atomernas hastighet att minska efter att fotoner har absorberats, vilket uppnår syftet att kyla atomerna. Laserkylda atomer, med sina fördelar som lång sonderingstid, eliminering av Doppler-frekvensförskjutning och frekvensförskjutning orsakad av kollision, och svag koppling av detektionsljusfältet, förbättrar avsevärt den exakta mätförmågan hos atomspektra och kan tillämpas i stor utsträckning inom kalla atomklockor, kalla atominterferometrar och kall atomnavigering, bland andra områden.
Interiören i en akustooptisk modulator av optisk fiber (AOM) består huvudsakligen av en akustooptisk kristall och en fiberoptisk kollimator, etc. Den modulerade signalen verkar på den piezoelektriska givaren i form av en elektrisk signal (amplitudmodulering, fasmodulering eller frekvensmodulering). Genom att ändra ingångsegenskaperna, såsom frekvensen och amplituden hos den modulerade ingångssignalen, uppnås frekvens- och amplitudmoduleringen hos den ingående lasern. Den piezoelektriska givaren omvandlar elektriska signaler till ultraljudssignaler som varierar i samma mönster på grund av den piezoelektriska effekten och sprider dem i det akustooptiska mediet. Efter att det akustooptiska mediets brytningsindex har ändrats periodiskt bildas ett brytningsindexgitter. När lasern passerar genom fiberkollimatorn och kommer in i det akustooptiska mediet sker diffraktion. Frekvensen hos det diffrakterade ljuset överlagrar en ultraljudsfrekvens ovanpå den ursprungliga ingångslaserfrekvensen. Justera den optiska fiberkollimatorns position för att den akustooptiska fibermodulatorn ska fungera i bästa möjliga tillstånd. Vid denna tidpunkt bör den infallande ljusstrålens infallsvinkel uppfylla Bragg-diffraktionsvillkoret, och diffraktionsläget bör vara Bragg-diffraktion. Vid denna tidpunkt överförs nästan all energi från det infallande ljuset till första ordningens diffraktionsljus.
Den första AOM akutooptiska modulatorn används i frontänden av systemets optiska förstärkare och modulerar det kontinuerliga ingångsljuset från frontänden med optiska pulser. De modulerade optiska pulserna går sedan in i systemets optiska förstärkarmodul för energiförstärkning. Den andraAOM akustisk-optisk modulatoranvänds i den optiska förstärkarens bakre ände, och dess funktion är att isolera basbruset från den optiska pulssignalen som förstärks av systemet. Fram- och bakkanterna på ljuspulserna som matas ut av den första AOM akustisk-optiska modulatorn är symmetriskt fördelade. Efter att ha kommit in i den optiska förstärkaren, på grund av att förstärkningen hos förstärkaren för pulsens framkant är högre än för pulsens bakkant, kommer de förstärkta ljuspulserna att uppvisa ett vågformsförvrängningsfenomen där energin är koncentrerad vid framkanten, såsom visas i figur 3. För att göra det möjligt för systemet att erhålla optiska pulser med symmetrisk fördelning vid fram- och bakkanterna, måste den första AOM akustisk-optiska modulatorn använda analog modulering. Systemstyrenheten justerar den stigande kanten på den första AOM akustisk-optiska modulatorn för att öka den stigande kanten på den optiska pulsen i den akustisk-optiska modulen och kompensera för den optiska förstärkarens olikformiga förstärkning vid pulsens fram- och bakkanter.
Systemets optiska förstärkare förstärker inte bara de användbara optiska pulssignalerna, utan förstärker även basbruset i pulssekvensen. För att uppnå ett högt signal-brusförhållande i systemet används den optiska fiberns höga extinktionsförhållande.AOM-modulatoranvänds för att undertrycka basbruset i förstärkarens bakre ände, vilket säkerställer att systemsignalpulserna kan passera effektivt i största möjliga utsträckning samtidigt som basbruset förhindras från att komma in i den akustooptiska slutaren i tidsdomänen (tidsdomänpulsgrinden). Den digitala moduleringsmetoden används, och TTL-nivåsignalen används för att styra på- och avstängningen av den akustooptiska modulen för att säkerställa att den stigande kanten av den akustooptiska modulens tidsdomänpuls är produktens designade stigtid (dvs. den minsta stigtid som produkten kan uppnå), och pulsbredden beror på pulsbredden för systemets TTL-nivåsignal.
Publiceringstid: 1 juli 2025