Modulador acústico-ópticoAplicación en armarios de átomos fríos
Como compoñente central da conexión láser de fibra óptica no armario de átomos fríos, omodulador acustoóptico de fibra ópticaproporcionará un láser de alta potencia con estabilización de frecuencia para o armario de átomos fríos. Os átomos absorberán fotóns cunha frecuencia resonante de v1. Dado que o momento dos fotóns e os átomos é oposto, a velocidade dos átomos diminuirá despois de absorber fotóns, conseguindo así o propósito de arrefriar os átomos. Os átomos arrefriados por láser, coas súas vantaxes, como o longo tempo de sondeo, a eliminación do cambio de frecuencia Doppler e o cambio de frecuencia causado pola colisión e o acoplamento débil do campo de luz de detección, melloran significativamente a capacidade de medición precisa dos espectros atómicos e poden aplicarse amplamente en reloxos atómicos fríos, interferómetros atómicos fríos e navegación atómica fría, entre outros campos.
O interior dun modulador acustoóptico AOM de fibra óptica consiste principalmente nun cristal acustoóptico e un colimador de fibra óptica, etc. O sinal modulado actúa sobre o transdutor piezoeléctrico en forma de sinal eléctrico (modulación de amplitude, modulación de fase ou modulación de frecuencia). Ao cambiar as características de entrada, como a frecuencia e a amplitude do sinal modulado de entrada, conséguese a modulación de frecuencia e amplitude do láser de entrada. O transdutor piezoeléctrico converte os sinais eléctricos en sinais ultrasónicos que varían no mesmo patrón debido ao efecto piezoeléctrico e propágaos no medio acustoóptico. Despois de que o índice de refracción do medio acustoóptico cambie periodicamente, fórmase unha grella de índice de refracción. Cando o láser pasa a través do colimador de fibra e entra no medio acustoóptico, prodúcese a difracción. A frecuencia da luz difractada superpón unha frecuencia ultrasónica á frecuencia láser de entrada orixinal. Axuste a posición do colimador de fibra óptica para que o modulador acustoóptico de fibra óptica funcione no mellor estado. Neste momento, o ángulo de incidencia do feixe de luz incidente debería cumprir a condición de difracción de Bragg e o modo de difracción debería ser a difracción de Bragg. Neste momento, case toda a enerxía da luz incidente transfírese á luz de difracción de primeira orde.
O primeiro modulador acutoóptico AOM úsase na parte dianteira do amplificador óptico do sistema, modulando a luz de entrada continua desde a parte dianteira con pulsos ópticos. Os pulsos ópticos modulados entran entón no módulo de amplificación óptica do sistema para a amplificación de enerxía. O segundoModulador acutoóptico AOMutilízase na parte traseira do amplificador óptico e a súa función é illar o ruído base do sinal de pulso óptico amplificado polo sistema. Os bordos dianteiro e traseiro dos pulsos de luz emitidos polo primeiro modulador acuto-óptico AOM distribúense simetricamente. Despois de entrar no amplificador óptico, debido a que a ganancia do amplificador para o bordo de ataque do pulso é maior que a do bordo de fuga do pulso, os pulsos de luz amplificados mostrarán un fenómeno de distorsión da forma de onda onde a enerxía se concentra no bordo de ataque, como se mostra na Figura 3. Para permitir que o sistema obteña pulsos ópticos con distribución simétrica nos bordos dianteiro e traseiro, o primeiro modulador acuto-óptico AOM necesita adoptar modulación analóxica. A unidade de control do sistema axusta o bordo de subida do primeiro modulador acuto-óptico AOM para aumentar o bordo de subida do pulso óptico do módulo acuto-óptico e compensar a non uniformidade de ganancia do amplificador óptico nos bordos dianteiro e traseiro do pulso.
O amplificador óptico do sistema non só amplifica os sinais de pulso óptico útiles, senón que tamén amplifica o ruído base da secuencia de pulsos. Para conseguir unha alta relación sinal-ruído do sistema, a característica de alta relación de extinción da fibra ópticaModulador de AOMutilízase para suprimir o ruído base na parte traseira do amplificador, garantindo que os pulsos do sinal do sistema poidan pasar de forma eficaz na maior medida posible, evitando ao mesmo tempo que o ruído base entre no obturador acústico-óptico no dominio do tempo (porta de pulsos no dominio do tempo). Adóptase o método de modulación dixital e o sinal de nivel TTL utilízase para controlar o acendido e apagado do módulo acústico-óptico para garantir que o flanco de subida do pulso no dominio do tempo do módulo acústico-óptico sexa o tempo de subida deseñado para o produto (é dicir, o tempo de subida mínimo que o produto pode obter) e que o ancho do pulso dependa do ancho do pulso do sinal de nivel TTL do sistema.
Data de publicación: 01-07-2025