Акустооптичний модуляторЗастосування в шафах холодного атомного випромінювання
Як основний компонент повністю волоконного лазерного зв'язку в шафі холодного атома,волоконно-оптичний акустооптичний модуляторзабезпечить потужний лазер зі стабілізованою частотою для шафи холодних атомів. Атоми поглинатимуть фотони з резонансною частотою v1. Оскільки імпульси фотонів та атомів протилежні, швидкість атомів зменшуватиметься після поглинання фотонів, тим самим досягаючи мети охолодження атомів. Лазерно охолоджені атоми, з їхніми перевагами, такими як тривалий час зондування, усунення доплерівського зсуву частоти та зсуву частоти, спричиненого зіткненням, а також слабкий зв'язок поля детектування світла, значно покращують точні вимірювальні можливості атомних спектрів і можуть широко застосовуватися в холодних атомних годинниках, холодних атомних інтерферометрах та холодній атомній навігації, серед інших галузей.
Внутрішня частина волоконно-оптичного акустооптичного модулятора AOM складається переважно з акустооптичного кристала та волоконно-оптичного коліматора тощо. Модульований сигнал діє на п'єзоелектричний перетворювач у вигляді електричного сигналу (амплітудна модуляція, фазова модуляція або частотна модуляція). Змінюючи вхідні характеристики, такі як частота та амплітуда вхідного модульованого сигналу, досягається частотна та амплітудна модуляція вхідного лазера. П'єзоелектричний перетворювач перетворює електричні сигнали на ультразвукові сигнали, що змінюються за однаковою схемою завдяки п'єзоелектричному ефекту, та поширює їх в акустооптичному середовищі. Після періодичної зміни показника заломлення акустооптичного середовища утворюється решітка показника заломлення. Коли лазер проходить через волоконний коліматор і потрапляє в акустооптичне середовище, відбувається дифракція. Частота дифрагованого світла накладає ультразвукову частоту на початкову вхідну частоту лазера. Відрегулюйте положення волоконно-оптичного коліматора, щоб волоконно-оптичний модулятор працював найкращим чином. У цей час кут падіння падаючого світлового променя повинен задовольняти умову дифракції Бреґа, а дифракційна мода має бути дифракцією Бреґа. У цей час майже вся енергія падаючого світла передається дифракційному світлу першого порядку.
Перший акутооптичний модулятор AOM використовується на вході оптичного підсилювача системи, модулюючи безперервне вхідне світло з переднього кінця за допомогою оптичних імпульсів. Модульовані оптичні імпульси потім надходять до оптичного підсилювального модуля системи для посилення енергії. ДругийАкутооптичний модулятор AOMвикористовується на задньому кінці оптичного підсилювача, і його функція полягає в ізоляції базового шуму сигналу оптичного імпульсу, посиленого системою. Передній та задній фронти світлових імпульсів, що видаються першим акустооптичним модулятором AOM, розподілені симетрично. Після потрапляння в оптичний підсилювач, через те, що коефіцієнт посилення підсилювача на передньому фронті імпульсу вищий, ніж на задньому фронті імпульсу, посилені світлові імпульси демонструватимуть явище спотворення форми сигналу, де енергія концентрується на передньому фронті, як показано на рисунку 3. Щоб система могла отримувати оптичні імпульси із симетричним розподілом на передньому та задньому фронтах, перший акустооптичний модулятор AOM повинен використовувати аналогову модуляцію. Блок керування системою регулює наростаючий фронт першого акустооптичного модулятора AOM, щоб збільшити наростаючий фронт оптичного імпульсу акустооптичного модуля та компенсувати нерівномірність посилення оптичного підсилювача на передньому та задньому фронтах імпульсу.
Оптичний підсилювач системи не тільки підсилює корисні оптичні імпульсні сигнали, але й підсилює базовий шум імпульсної послідовності. Для досягнення високого співвідношення сигнал/шум системи оптичне волокно використовує високий коефіцієнт згасання.Модулятор AOMвикористовується для придушення базового шуму на задньому кінці підсилювача, забезпечуючи максимальне ефективне проходження імпульсів системного сигналу, запобігаючи потраплянню базового шуму в акустооптичний затвор часової області (імпульсний затвор часової області). Використовується метод цифрової модуляції, і сигнал рівня TTL використовується для керування ввімкненням і вимкненням акустооптичного модуля, щоб забезпечити, щоб наростаючий фронт імпульсу часової області акустооптичного модуля відповідав розрахунковому часу наростання продукту (тобто мінімальному часу наростання, який може досягти продукт), а ширина імпульсу залежить від ширини імпульсу системного сигналу рівня TTL.
Час публікації: 01 липня 2025 р.