Akoestisch-optische modulator: Toepassing in koude atoomkasten
Als kerncomponent van de volledig uit glasvezel bestaande laserverbinding in de koude atoomkast, deoptische vezel akoestisch-optische modulatorzal een krachtige frequentiegestabiliseerde laser leveren voor de koude atoomkast. Atomen absorberen fotonen met een resonantiefrequentie van v1. Omdat de impuls van fotonen en atomen tegengesteld is, zal de snelheid van atomen afnemen na het absorberen van fotonen, waardoor het doel van koeling van atomen wordt bereikt. Lasergekoelde atomen, met hun voordelen zoals een lange meettijd, eliminatie van Doppler-frequentieverschuiving en frequentieverschuiving veroorzaakt door botsingen, en zwakke koppeling van het detectielichtveld, verbeteren de nauwkeurige meetmogelijkheden van atoomspectra aanzienlijk en kunnen breed worden toegepast in onder andere koude atoomklokken, koude atoominterferometers en koude atoomnavigatie.
Het inwendige van een optische AOM akoestisch-optische modulator met optische vezels bestaat hoofdzakelijk uit een akoestisch-optisch kristal en een collimator voor optische vezels, enz. Het gemoduleerde signaal werkt op de piëzo-elektrische transducer in de vorm van een elektrisch signaal (amplitudemodulatie, fasemodulatie of frequentiemodulatie). Door de ingangskarakteristieken, zoals de frequentie en amplitude van het gemoduleerde ingangssignaal, te wijzigen, wordt de frequentie- en amplitudemodulatie van de ingangslaser bereikt. De piëzo-elektrische transducer zet elektrische signalen om in ultrasone signalen die volgens hetzelfde patroon variëren als gevolg van het piëzo-elektrische effect en plant deze voort in het akoestisch-optische medium. Nadat de brekingsindex van het akoestisch-optische medium periodiek verandert, wordt een brekingsindexrooster gevormd. Wanneer de laser door de vezelcollimator gaat en het akoestisch-optische medium binnenkomt, treedt diffractie op. De frequentie van het afgebogen licht superponeert een ultrasone frequentie op de oorspronkelijke ingangsfrequentie van de laser. Pas de positie van de optische vezelcollimator aan om de akoestische-optische modulator van de optische vezel optimaal te laten werken. Op dit moment moet de invalshoek van de invallende lichtbundel voldoen aan de Bragg-diffractievoorwaarde en moet de diffractiemodus Bragg-diffractie zijn. Op dit moment wordt bijna alle energie van het invallende licht overgedragen aan het eerste-orde diffractielicht.
De eerste acouto-optische modulator van de AOM wordt gebruikt aan de voorkant van de optische versterker van het systeem en moduleert het continue ingangslicht van de voorkant met optische pulsen. De gemoduleerde optische pulsen komen vervolgens de optische versterkingsmodule van het systeem binnen voor energieversterking. De tweedeAOM acouto-optische modulatorWordt gebruikt aan de achterkant van de optische versterker en heeft als functie de basisruis van het door het systeem versterkte optische pulssignaal te isoleren. De voor- en achterranden van de lichtpulsen die door de eerste akoestisch-optische modulator van de AOM worden uitgezonden, zijn symmetrisch verdeeld. Nadat ze de optische versterker zijn binnengekomen, zullen de versterkte lichtpulsen, doordat de versterking van de versterker voor de voorrand van de puls hoger is dan die voor de achterrand van de puls, een golfvormvervormingsfenomeen vertonen waarbij de energie zich concentreert aan de voorrand, zoals weergegeven in figuur 3. Om het systeem in staat te stellen optische pulsen te verkrijgen met een symmetrische verdeling aan de voor- en achterrand, moet de eerste akoestisch-optische modulator van de AOM analoge modulatie toepassen. De systeembesturingseenheid past de stijgende flank van de eerste akoestisch-optische modulator van de AOM aan om de stijgende flank van de optische puls van de akoestisch-optische module te versterken en de ongelijkmatigheid van de versterking van de optische versterker aan de voor- en achterrand van de puls te compenseren.
De optische versterker van het systeem versterkt niet alleen de bruikbare optische pulssignalen, maar ook de basisruis van de pulssequentie. Om een hoge signaal-ruisverhouding van het systeem te bereiken, is de hoge extinctie-eigenschap van de optische vezel vereist.AOM-modulatorWordt gebruikt om de basisruis aan de achterkant van de versterker te onderdrukken, zodat de signaalpulsen van het systeem zo effectief mogelijk kunnen passeren en tegelijkertijd wordt voorkomen dat de basisruis de akoestisch-optische sluiter in het tijddomein (pulspoort in het tijddomein) binnendringt. Digitale modulatie wordt toegepast en het TTL-niveausignaal wordt gebruikt om het in- en uitschakelen van de akoestisch-optische module te regelen. Dit zorgt ervoor dat de opgaande flank van de puls in het tijddomein van de akoestisch-optische module overeenkomt met de ontworpen opgaande tijd van het product (d.w.z. de minimale opgaande tijd die het product kan bereiken). De pulsbreedte is afhankelijk van de pulsbreedte van het TTL-niveausignaal van het systeem.
Plaatsingstijd: 1 juli 2025