음향광학 변조기: 저온 원자 캐비닛에서의 응용
저온 원자 캐비닛의 모든 광섬유 레이저 링크의 핵심 구성 요소로서,광섬유 음향광 변조기저온 원자 캐비닛에 고출력 주파수 안정화 레이저를 제공합니다. 원자는 공진 주파수 v1을 갖는 광자를 흡수합니다. 광자와 원자의 운동량은 반대이므로, 광자를 흡수한 후 원자의 속도가 감소하여 원자 냉각이라는 목적을 달성합니다. 레이저 냉각 원자는 긴 탐침 시간, 도플러 주파수 편이 및 충돌로 인한 주파수 편이 제거, 검출 광장의 약한 결합 등의 장점을 가지고 있어 원자 스펙트럼의 정밀 측정 성능을 크게 향상시키며, 저온 원자 시계, 저온 원자 간섭계, 저온 원자 항법 등 다양한 분야에 널리 적용될 수 있습니다.
광섬유 AOM 음향-광학 변조기의 내부는 주로 음향-광학 결정과 광섬유 콜리메이터 등으로 구성됩니다. 변조된 신호는 전기 신호(진폭 변조, 위상 변조 또는 주파수 변조)의 형태로 압전 변환기에 작용합니다. 입력 변조 신호의 주파수 및 진폭과 같은 입력 특성을 변경함으로써 입력 레이저의 주파수 및 진폭 변조가 달성됩니다. 압전 변환기는 전기 신호를 압전 효과로 인해 동일한 패턴으로 변하는 초음파 신호로 변환하여 음향 광학 매질에서 전파합니다. 음향 광학 매질의 굴절률이 주기적으로 변하면 굴절률 격자가 형성됩니다. 레이저가 광섬유 콜리메이터를 통과하여 음향 광학 매질에 들어가면 회절이 발생합니다. 회절된 빛의 주파수는 원래 입력 레이저 주파수에 초음파 주파수를 중첩합니다. 광섬유 콜리메이터의 위치를 조정하여 광섬유 음향광 변조기가 최적의 상태로 작동하도록 합니다. 이때, 입사광의 입사각은 브래그 회절 조건을 만족해야 하며, 회절 모드는 브래그 회절이어야 합니다. 이때 입사광의 거의 모든 에너지는 1차 회절광으로 전달됩니다.
첫 번째 AOM 음향광 변조기는 시스템 광 증폭기의 전단에서 사용되어 전단에서 연속적으로 입력되는 빛을 광 펄스로 변조합니다. 변조된 광 펄스는 시스템의 광 증폭 모듈로 입력되어 에너지 증폭을 수행합니다. 두 번째 AOM 음향광 변조기는AOM 음향광 변조기광 증폭기의 후단에서 사용되며, 그 기능은 시스템에서 증폭된 광 펄스 신호의 기저 잡음을 분리하는 것입니다. 첫 번째 AOM 음향-광 변조기에서 출력되는 광 펄스의 앞뒤 모서리는 대칭적으로 분포합니다. 광 증폭기에 들어간 후, 펄스 전단의 증폭기 이득이 펄스 후단의 이득보다 높기 때문에 증폭된 광 펄스는 그림 3과 같이 에너지가 전단에 집중되는 파형 왜곡 현상을 보입니다. 시스템이 앞뒤 모서리에서 대칭적인 분포를 갖는 광 펄스를 얻을 수 있도록 첫 번째 AOM 음향-광 변조기는 아날로그 변조를 채택해야 합니다. 시스템 제어 장치는 첫 번째 AOM 음향-광 변조기의 상승 모서리를 조정하여 음향-광 모듈의 광 펄스 상승 모서리를 증가시키고 펄스 앞뒤 모서리에서 광 증폭기의 이득 불균일성을 보상합니다.
시스템의 광 증폭기는 유용한 광 펄스 신호를 증폭할 뿐만 아니라 펄스 시퀀스의 기저 잡음도 증폭합니다. 높은 시스템 신호 대 잡음비를 달성하기 위해 광섬유의 높은 소광비 특성이 필요합니다.AOM 변조기증폭기 후단의 기저 잡음을 억제하여 시스템 신호 펄스가 최대한 효과적으로 통과할 수 있도록 하는 동시에 기저 잡음이 시간 영역 음향 광학 셔터(시간 영역 펄스 게이트)로 유입되는 것을 방지합니다. 디지털 변조 방식을 채택하고, TTL 레벨 신호를 사용하여 음향 광학 모듈의 켜짐 및 꺼짐을 제어하여 음향 광학 모듈의 시간 영역 펄스 상승 에지가 해당 제품의 설계 상승 시간(즉, 제품이 얻을 수 있는 최소 상승 시간)이 되도록 합니다. 또한 펄스 폭은 시스템 TTL 레벨 신호의 펄스 폭에 따라 달라집니다.
게시 시간: 2025년 7월 1일