Akoestisch-optische modulatorToepassing in koude-atoomkasten
Als kerncomponent van de volledig glasvezellaserverbinding in de koude-atoomkast, deoptische vezel akoestisch-optische modulatorDe laser zal een hoog vermogen en frequentiestabilisatie leveren voor de koude-atoomkast. Atomen zullen fotonen absorberen met een resonantiefrequentie van v1. Omdat het momentum van fotonen en atomen tegengesteld is, zal de snelheid van de atomen afnemen na absorptie van fotonen, waardoor het doel van koeling van de 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 nauwkeurigheid van atoomspectra aanzienlijk en kunnen breed worden toegepast in onder andere koude-atoomklokken, koude-atoominterferometers en koude-atoomnavigatie.
Het binnenwerk van een optische vezel-AOM-akoestisch-optische modulator bestaat hoofdzakelijk uit een akoestisch-optisch kristal en een optische vezelcollimator, enzovoort. Het gemoduleerde signaal werkt in 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, worden frequentie- en amplitudemodulatie van de ingangslaser bereikt. De piëzo-elektrische transducer zet elektrische signalen om in ultrasone signalen die, dankzij het piëzo-elektrische effect, volgens hetzelfde patroon variëren 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 binnendringt, treedt diffractie op. De frequentie van het gediffracteerde licht wordt gesuperponeerd met een ultrasone frequentie op de oorspronkelijke ingangslaserfrequentie. Stel de positie van de optische vezelcollimator zo af dat de optische vezel-akoestisch-optische modulator optimaal functioneert. De invalshoek van de lichtbundel moet dan voldoen aan de Bragg-diffractievoorwaarde en de diffractiemodus moet Bragg-diffractie zijn. In dit geval wordt vrijwel alle energie van het invallende licht omgezet in licht van de eerste orde.
De eerste AOM akoestisch-optische modulator wordt gebruikt aan het begin van de optische versterker van het systeem. Deze moduleert het continue ingangslicht van het begin met optische pulsen. De gemoduleerde optische pulsen komen vervolgens in de optische versterkingsmodule van het systeem terecht voor energieversterking. De tweedeAOM akoestisch-optische modulatorDe eerste AOM-akoestisch-optische modulator wordt aan de achterkant van de optische versterker gebruikt en heeft als functie het isoleren van de basisruis van het door het systeem versterkte optische pulssignaal. De voor- en achterflanken van de lichtpulsen die door de eerste AOM-akoestisch-optische modulator worden gegenereerd, zijn symmetrisch verdeeld. Nadat de puls de optische versterker binnenkomt, zal de versterking voor de voorflank van de puls hoger zijn dan die voor de achterflank, waardoor de versterkte lichtpulsen een golfvormvervorming vertonen waarbij de energie geconcentreerd is aan de voorflank, zoals weergegeven in figuur 3. Om het systeem in staat te stellen optische pulsen met een symmetrische verdeling aan de voor- en achterflank te verkrijgen, moet de eerste AOM-akoestisch-optische modulator analoge modulatie toepassen. De systeemregeleenheid past de stijgende flank van de eerste AOM-akoestisch-optische modulator aan om de stijgende flank van de optische puls van de akoestisch-optische module te vergroten en de ongelijkmatige versterking van de optische versterker aan de voor- en achterflank van de puls te compenseren.
De optische versterker van het systeem versterkt niet alleen de nuttige optische pulssignalen, maar ook de basisruis van de pulssequentie. Om een hoge signaal-ruisverhouding van het systeem te bereiken, is de hoge extinctieverhouding van de optische vezel essentieel.AOM-modulatorDit wordt gebruikt om de basisruis aan de achterzijde van de versterker te onderdrukken, zodat de systeemsignaalpulsen zo effectief mogelijk kunnen worden doorgegeven, terwijl wordt voorkomen dat de basisruis de akoestisch-optische sluiter (tijdsdomeinpulsgate) bereikt. De digitale modulatiemethode 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 stijgende flank van de tijdsdomeinpuls van de akoestisch-optische module overeenkomt met de ontworpen stijgtijd van het product (d.w.z. de minimale stijgtijd die het product kan bereiken), en dat de pulsbreedte afhankelijk is van de pulsbreedte van het TTL-niveausignaal van het systeem.
Geplaatst op: 1 juli 2025