Name: בנייה ואפיון חיצוני לייזרי חלל דיודה לפיסיקה אטומית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-24T13:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: למדו כיצד לבנות ולאפיין לייזר דיודה בחלל חיצוני לפיסיקה אטומית. הסרטון מדגים הרכבת רכיבים אופטיים, כיוון תדר לייזר ומדידת רוחב קו באמצעות ספקטרוסקופיית ספיגה רוויה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Wieman, C. E., Hollberg, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+diode+lasers+for+Atomic+physics%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Using diode lasers for Atomic physics.</a> Rev. Sci. Instrum. 62 (1), 1-20 (1991).</li>
<li>Camparo, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+diode+laser+in+atomic+physics%5BTitle%5D)+AND+%22Cont.+Phys%22%5BJournal%5D)">The diode laser in atomic physics.</a> Cont. Phys. 26 (5), 443-477 (1985).</li>
<li>MacAdam, K. B., Steinbach, A., Wieman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+narrowband+tunable+diode+laser+system+with+grating+feedback%2C+and+a+saturated+absorption+spectrometer+for+Cs+and+Rb%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">A narrowband tunable diode laser system with grating feedback, and a saturated absorption spectrometer for Cs and Rb.</a> Am. J. Phys. 60, 1098(1992).</li>
<li>Steck, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rubidium+87+D+line+data%5BTitle%5D)+AND+%22Los+Alamos+National+Laboratory%22%5BJournal%5D)">Rubidium 87 D line data.</a> Los Alamos National Laboratory. , 1-29 (2001).</li>
<li>Ricci, L., Weidemuller, M., Esslinger, T., Hemmerich, A., Zimmermann, C., Vuletic, V., Konig, W., Hansch, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+compact+grating-stabilized+diode+laser+system+for+atomic+physics%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">A compact grating-stabilized diode laser system for atomic physics.</a> Opt. Commun. 117, 541-549 (1995).</li>
<li>Zorabedian, P., Trutna, W. R. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interference-filter-tuned%2C+alignment-stabilized%2C+semiconductor+external-cavity+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Interference-filter-tuned, alignment-stabilized, semiconductor external-cavity laser.</a> Opt. Lett. 13, 826-828 (1988).</li>
<li>Hawthorn, C. J., Weber, K. P., Scholten, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Littrow+configuration+tunable+external+cavity+diode+laser+with+fixed+direction+output+beam%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Inst%22%5BJournal%5D)">Littrow configuration tunable external cavity diode laser with fixed direction output beam.</a> Rev. Sci. Inst. 72 (12), 4477-4479 (2001).</li>
<li>Nilse, L., Davies, H. J., Adams, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronous+tuning+of+extended+cavity+diode+lasers%3A+the+case+for+an+optimum+pivot+point%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Synchronous tuning of extended cavity diode lasers: the case for an optimum pivot point.</a> Appl. Opt. 38 (3), 548-553 (1999).</li>
<li>Park, S. E., Kwon, T. Y., Shin, E., Lee, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Compact+Extended-Cavity+Diode+Laser+With+a+Littman+Configuration%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Inst.+Meas%22%5BJournal%5D)">A Compact Extended-Cavity Diode Laser With a Littman Configuration.</a> IEEE Trans. Inst. Meas. 52 (2), 280-283 (2003).</li>
<li>Black, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+introduction+to+Pound-Drever-Hall+laser+frequency+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">An introduction to Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization.</a> Am. J. Phys. 69 (1), 79-87 (2001).</li>
<li>Shaddock, D. A., Gray, M. B., McClelland, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+locking+a+laser+to+an+optical+cavity+by+use+of+spatial+mode+interference%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Frequency locking a laser to an optical cavity by use of spatial mode interference.</a> Opt. Lett. 24, 1499-1501 (1999).</li>
<li>Corwin, K. L., Lu, Z. T., Hand, C. F., Epstein, R. J., Wieman, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-stabilized+diode+laser+with+the+Zeeman+shift+in+an+atomic+vapor%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Frequency-stabilized diode laser with the Zeeman shift in an atomic vapor.</a> Appl. Opt. 37 (15), 3295-3298 (1998).</li>
<li>Schmidt, O., Knaak, K. -M., Mesche de Wynands, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cesium+saturation+spectroscopy+revisited%3A+How+to+reverse+peaks+and+observe+narrow+resonances%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Cesium saturation spectroscopy revisited: How to reverse peaks and observe narrow resonances.</a> Appl. Phys. B. 59, 167-178 (1994).</li>
<li>Robins, N. P., Slagmolen, B. J. J., Shaddock, D. A., Close, J. D., Gray, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interferometric%2C+modulation-free+laser+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Interferometric, modulation-free laser stabilization.</a> Opt. Lett. 27, 1905-1907 (2002).</li>
<li>Budker, D., Kimball, D. F., Demille, D. P. Atomic Phyisics. , Oxford. (2004).</li>
<li>Foot, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+Physics%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Atomic Physics.</a> , Oxford. (2005).</li>
<li>Haus, H. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaus%2C+HA+%22Electronic+Noise+and+Qunatum+Optical+Measurements%22">Electronic Noise and Qunatum Optical Measurements</a>. , Springer. (2000).</li>
<li>Okoshi, T., Kikuchi, K., Nakayama, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+method+for+high+resolution+measurement+of+laser+output+spectrum%5BTitle%5D)+AND+%22Electronics+Lett%22%5BJournal%5D)">Novel method for high resolution measurement of laser output spectrum.</a> Electronics Lett. 16 (16), 630-631 (1980).</li>
<li>Ludvigsen, H., Tossavainen, M., Kaivola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+linewidth+measurements+using+self-homodyne+detection+with+short+delay%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Laser linewidth measurements using self-homodyne detection with short delay.</a> Opt. Commun. 155, 180-186 (1998).</li>
<li>Optics Hecht, E. , 4th, Addison Wesley. (2002).</li>
<li>Arnold, A. S., Wilson, J. S., Boshier, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+extended-cavity+diode+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">A simple extended-cavity diode laser.</a> Rev. Sci. Instrum. 69, 1236(1998).</li>
<li>Loh, H., Lin, Y., Teper, I., Cetina, M., Simon, J., Thompson, J. K., Vuletic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+grating+parameters+on+the+linewidths+of+external-cavity+diode+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Influence of grating parameters on the linewidths of external-cavity diode lasers.</a> Appl. Opt. 45 (36), 9191-9197 (2006).</li>
<li>Rao, G. N., Reddy, M. N., Hecht, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+hyperfine+structure+studies+using+temperature%2Fcurrent+tuning+of+diode+lasers%3A+An+undergraduate+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">Atomic hyperfine structure studies using temperature/current tuning of diode lasers: An undergraduate experiment.</a> Am. J. Phys. 66 (8), 702-712 (1998).</li>
<li>Sane, S. S., Bennetts, S., Debs, J. E., Kuhn, C. C. N., McDonald, G. D., Altin, P. A., Close, J. D., Robins, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((11W+narrow+linewidth+laser+source+at+780+nm+for+laser+cooling+and+manipulation+of+Rubidium%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">11W narrow linewidth laser source at 780 nm for laser cooling and manipulation of Rubidium.</a> Opt. Express. 20, 8915-8919 (2012).</li>
<li>Koechner, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKoechner%2C+W+%22Solid-State+Laser+Engineering%22">Solid-State Laser Engineering</a>. , 5th edition, Springer. (1999).</li>
<li>Saliba, S. D., Scholten, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linewidths+below+100+kHz+with+externalcavity+diode+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Linewidths below 100 kHz with externalcavity diode lasers.</a> Appl. Opt. 48 (36), 6961-6966 (2009).</li>
</ol>

יש המחברים אין לחשוף. האזכורים של מוצרים וחברות ספציפיים לצורך ההבהרה בלבד ואינם מהווה המלצה המחברים.

פרסום זה הראה כיצד לעבור מECDL מפורק באמצעות נעילת היישור ותדירות כדי לייצר מדידת linewidth הלייזר. התכנון המכני והעיצוב של מוצרי האלקטרוניקה כגון servos מח&quot;ש, דיודה נהגים ובקרי טמפרטורה מדי מתמחים שיידונו כאן, אבל כבר דנו באופן מקיף בפרסומי הפניה 1,3,5. למרות ECDL של דיודה הפכו מצרך במעבדות אטומיות פיסיקה, מינים ומעברים שממציאים אלה יכולים להגיע מוגבל. התקדמות רבה נעשתה בהרחבת טווח אורכי הגל מדיודות לייזר המבוסס אולם כרגע פערים רבים להישאר במיוחד בUV. מגבלות כוחה של מערכות ECDL ממשיכות להגביל את היישומים שלהם. דיודות מצב יחידה חשופות נעות בכוח מμWatts לשל mWatts 100 של. בנוסף, ניתן להוסיף מגברים מחודדים למערכת ECDL להגדיל את סך כוח לייזר המצב היחידעד לרמה ואט. אם סמכויות מצב יחידה גדולות בהרבה מואט או אורכי גל אחרים נדרשות ארכיטקטורות לייזר חלופיות נדרשות. אלה כוללים לייזרי סיבים 26, לייזרים של מצב מוצק 27 כגון לייזרי TiSaph או שהם עשויים להסתמך על המרת תדר ליניארית מעבד 27 כגון לייזרי ראמאן, ערבוב ארבעה גלים, דור תדירות הסכום, או מתנד פרמטרים אופטי. פרסום זה מתמקד במנגנון נעילה שתלויה בתא אדים אטומי. עבור יישומים רבים בפיסיקה אטומית תא אדי זכוכית פשוט, כפי שנדונו כאן, ייתכן שלא יהיה זמין, הוא כזה במקרה של מינים כמו Yb. טכניקות רבות אחרות להשגת דגימת התייחסות עם מגוון רחב של מינים הוכחו כגון, קורות חמות אטומיות, נורות פריקה, תאי גז חיץ, תאי יוד, ותאים מקרטעות. עיצוב מערכת לייזר זה מוגבל מטבעו לlinewidths של 30 ≈ kHz 28 ובדרך כלל קרוב יותר ל100 קילוהרץ. אם היישום דורש טכניקות ייצוב צרות linewidth אחרות או לייזר חלופי עיצובי 26 הנדרשים. בכל פעם שעובד עם מערכות אופטיות, ניקיון הוא בעל החשיבות עליונה. זה תרגול טוב, כאשר ראשון שהוצגו ולטיפול באופטיקה כי כפפות להשתפשף כדי למנוע נגיעה במשטח האופטי בטעות. אם אופטי שרוט זה לא אמור להיות בשימוש במערכת לייזר. ברוב המקרים אופטיקה עם טביעות אצבע או אבק ניתן לנקות עם אצטון או באוויר דחוס, בהתאמה. כל פגם במשטח אופטי יכול ויציג הפסד ופוטנציאל רעש למערכת. mounts אופטיקה צריך להיות קבוע לספסל אופטיקה בכל העת וצריך להיות נעול בחוזקה כלפי מטה פעם אחת במקום. כאשר יישור אופטיקה כגון waveplates ומפצלי קרן קיטוב, להבטיח את האור הוא אירוע קרוב בניצב למשטח האופטי תוך avoiding השתקפויות בחזרה לליזר. כזווית אירוע חורג מ90 ° ההתנהגות של אלמנטים אופטיים אלה הופך להיות יותר ויותר מלהיות אידיאליים. כדי למזער את הסטייה ולמקסם את הקורות צמצם מספריות תמיד צריך לנסוע דרך המרכז של עדשות ולהיות נורמלי לעדשה. לעומת זאת, תא אדים צריך להיות ממוקם בזווית קלה לקורה האירוע כדי למנוע תופעות etalon. מסיבה זו תאי אדים רבים מיוצרים עם היבטי סוף nonparallel. הלייזרים משמשים כאן הם 3B כיתה. יש גם השתקפויות תועות הפוטנציאל לנזק לעיניים. עבודה עם לייזרים מסוג זה צריכה להתבצע רק על ידי צוות מיומן שמכיר את הסכנות של לייזרים. יש ללבוש משקפי בטיחות לייזר בכל העת. אף פעם לא מסתכל ישירות במורד השביל של לייזר בשום צורה ליישור אופטי ולטפל בפרט, כדי למנוע יצירת השתקפויות specular מסוכנות מרכיבים אופטיים. תמיד חיובי לסיים USI קווי קורהng מזבלה קורה.

מדידה והמניפולציה של המצב הקוונטי של האטומים היא בלב של פיסיקה אטומית ודורשת את היכולת לטפל במעברים ספציפיים בין מצבים אלקטרוניים אטומיים. לדוגמא לשקול רובידיום, אטום אלקלי בשימוש טיפוסי והרבה. הנה, את אורך הגל של אור צימוד הקרקע והמדינה אלקטרונית נרגשת הראשון הוא ~ 780 ננומטר (384 THz) והחיים מתרגשים המדינה בשל פליטה ספונטנית הוא ~ 26 NSEC נותן linewidth קליטתם של 6 מגה הרץ 4. לפיכך, מקור אור עם יציבות תדירות של לפחות חלק אחד ב108 נדרש להתייחס המעבר הזה באופן מהימן. לפני הפיתוח של ECDLs, לייזרי צבע ולייזרי טיטניום ספיר שימש בדרך כלל לפיסיקה אטומית. אלו הן מערכות גדולות, יקרות ומורכבות המציעות רווח אופטי על פני רוחב פס גדול ולכן יכול להיות מכוונת לחפיפת מעבר אטומי. הפוטנציאל להחליף מדיה רווח אלה עם wi זול, פשוט דיודת לייזר מהונדסתה bandgap אורך הגל הרצוי התאמה הוכר בתחילת 1980s 1,2. פשוט, קל לבנות עיצובים אשר להשיג 100 linewidths קילוהרץ הובנו היטב ומקום משותף בתחילת 1990 3,5,6. תצורות שונות ועיצובים כבר הוכיחו כל אחד עם יתרונות וחסרונות. כנראה התצורות הנפוצות ביותר הן 9 תצורות Littrow 3,5,7,8 וליטמן. דיון זה מתמקד הפשוט, תצורת Littrow שמוצגת באיור 1 א. מספר מנגנוני כוונון משמשים בו זמנית על מנת להשיג דיוק גבוה בתדר הלייזר. ראשית, נדרש דיודה עם רווח מספיק bandgap הפקה באורך הגל הרצוי בטמפרטורת הפעלה השגה. דיודת הלייזר הטיפוסית תהיה רווח על פני כמה ננומטרים (THz). שנית, עקיפה רעיוני הצורם היא הזווית מכוונת כדי לספק משוב אופטי לתוך דיודה ברצויהאורך גל. בהתאם לסבכה, דיודה, העדשה מתמקדת בשימוש ויישורם, הצורם יבחר טווח תדרים של בדרך כלל 50-100 GHz. הלייזר יהיה להתנדנד באורך גל תהודה עם החלל החיצוני לייזר (בין הפן האחורי דיודה והצורמת). כוונון אורך החלל הזה על פני אורך גל מאפשר הלייזר כדי להיות מכוון על פני מגוון חופשי רפאים (ג / (2 ליטר)) סביב פסגת הרווח צורמת כאשר c, הוא מהירות האור ו-L, הוא אורך החלל, בדרך כלל - 1 5 סנטימטר (FSR 3-15 GHz). כאשר שני מצבי החלל הם אורך גל דומה מגל משוב השיא צורם הלייזר יכול לרוץ מרובה. כמצב חלל נדנוד מכוון רחוק יותר מהשיא הרווח מאשר במצב השכנים הופ מצב רצון הלייזר המגבילה את טווח הכוונון. התנהגותם של מצבי החלל ביחס למצב הצורם שניתן לראות באיור 3. טווח הכוונון חופשי הופ המצב הוא מדד ביצועי מפתח עבור ECDL. בו זמנית על ידי כוונון הזווית צורמת ואורך החלל שאפשר לכוון באופן רציף על פני הרבה טווחי רפאים חופשיים ללא מצב הכשות, מה שהופך את איתור ונעילה לתכונות ספקטרליות הרבה יותר קל 8. כוונון אלקטרוני של אורך הנתיב האופטי של החלל לנעילה יכול להיות מושגת על ידי שילוב של כוונון הזווית / מיקום הצורם באמצעות מפעיל piezo (איור 1 א) (רוחב פס סריקה ~ 1 kHz) וכוונון דיודה הנוכחית שבעיקר מודולציה השבירה מדד של דיודה (≥ רוחב פס סריקת קילוהרץ 100). באמצעות דיודות לייזר ולא נגד השתקפויות (AR) שבבי רווח מצופים למדיום הרווח מוסיף סיבוך נוסף של הוספת תגובת החלל הפנימית דיודת לייזר אשר עשוי להיות טווח ספקטרום חופשי טיפוסי של 100-200 GHz. במקרה זה החלל חייב להיות מכוון כדי להתאים את התגובה מהצורמת הטמפרטורה. שימוש בדיודת לייזר ולא שבב רווח AR מצופה יהיה להפחית באופן דרמטי לא בחינם הופ המצבמגוון uning אלא אם יש אמצעי לסינכרוני מנגינה הנוכחית דיודה או טמפרטורה. לבסוף, כדי להשיג linewidth טובה יותר מתשומת לב קפדנית 100 קילוהרץ יש לשלם כדי לחסל מקורות רעש אחרים. זה דורש תכנון מכאני מדוקדק של mounts כדי למזער רעידות אקוסטיות, ייצוב טמפרטורת רמת ח&quot;כ, RMS יציבות נוכחית של דיודה ברמת ≤ 30 Na וכוונון קפדני של הרווח של כל נעילת לולאות 10. בחירת האלקטרוניקה המתאימה ליישום היא חשובה בדיוק כמו עיצוב הלייזר ואופטיקה. ניתן למצוא רשימה של בקרי דיודה ומפרטים בטבלה 1. ברגע שlasing היציב הושג, את הדרישה הבאה היא לנעול את תדר הלייזר להתייחסות כגון מעבר אטומי, חלל אופטי או לייזר אחר. פעולה זו מסירה את ההשפעות של סחף איטי כגון תנודות טמפרטורה קטנות, בעצם ביטול רעש לתדרים עםברוחב הפס של נעילת הלולאה. יש מספר עצום של נעילת טכניקות שפותחו לקבלת אות שגיאה, מתאימה כל אחת למערכת ייחוס מסוימת. ניתן להשיג אות שגיאה לשלב נעילת שני לייזרים על ידי ערבוב של שני הלייזרים על מפצל קרן. אולם בק&quot;ג-Drever 11 או 12 נעילת הטיה יכולה לשמש לנעילה לחלל. כדי לנעול לשורה אטומית קליטת 13 DAVLL או ספקטרוסקופיה קליטה רוויה 3,14 בשילוב עם אפנון הנוכחי 10, זימן אפנון 10, או 15 נעילת הטיה עשוי לשמש. הנעילה של ECDL למעבר רובידיום באמצעות אפנון זימן של קליטה רוויה בתא אדים שיתואר כאן. אם קרן בעצימות נמוכה עוברת דרך תא אדי רובידיום בטמפרטורת חדר ואת התדירות מכוונת בקרבת המעבר האטומי ננומטר 780 מספר דופלר הרחיב תכונות ספיגה רחב ~-500MHzיקויימו ולא linewidth הטבעית ברוחב 6 MHz (ניתן למצוא חישובים עבור linewidths הטבעי ודופלר ברגל 16). אם, לעומת זאת, קרן זו באה לידי ביטוי בסגנון רטרו, את המסירה השנייה תהיה פחות קליטה על תהודה כמו אטומים עם מהירות אורך אפס כבר מתרגש באופן חלקי על ידי לעבור את הראשון 17. תדרים אחרים ייקלטו על ידי אוכלוסיות מהירות שונות בכל מעבר, ולכן קליטה לא תהיה רוויה. ניתן להשיג בדרך זו תכונת הולכה לכאורה מעולף על קליטת דופלר הרחיב במעברים ברוחב כ linewidth הטבעית. זה מספק התייחסות תדירות מוחלטת חדה לנעול ל. תדירות המעבר האטומי עשויה להיות מווסתת באמצעות אפקט זימן על ידי מיזוג צבעי עוצמת שדה מגנטי בתא ההתייחסות. שדה מגנטי הומוגנית מתאים עשוי להיות מופק באמצעות התקנת סולנואיד כפי שמוצג באיור 5. אופן אלקטרוני ערבובצורת הגל מאופנן עם שידור הקליטה הרווי מייצרת אות שגיאה שיכול לשמש כדי להתאים הנוכחי דיודה ומשולבת כדי להתאים את מתח piezo. לכן, הלייזר יכול להיות נעול למעבר ללא צורך לווסת את תדר הלייזר. Linewidth של ECDL נמדדת בדרך כלל על ידי הפרעת שני לייזרי תדר נעול מאותו הסוג במפצל קרן 18. תדירות הפעימה בין הלייזרים נמדדה אז באמצעות דיודת אור מהירה ומנתח ספקטרום ה-RF. ספקטרום הרעש מעבר לרוחב פס נעילת הלולאה אז מצויד ויגט (פיתול של גאוס ולורנץ) פרופיל. הרעש מהלייזרים השונים להוסיף בנצב. במקרה של שני לייזרים שווי ערך זה נותן linewidth מצויד של √ (2) פעמים linewidth לייזר אחת. אם לייזר זמין עם linewidth ידועה קטנה יותר באופן משמעותי מזו הצפויה מECDL והיא נמצאת בטווח הכוונון של ECDL, אז זה יכול להיות בשימוש במקום. שיטה נוספת המשמשת בדרך כלל למדידת linewidth היא הטכניקה המאוחרת עצמי המקלט הישיר 19,20 שבו חלק מהקורה נשלח לאורך קו עיכוב אופטי כגון סיבים ולאחר מכן מעורבבת במפצל קרן עם הלייזר. טכניקה זו מסתמכת על העיכוב להיות ארוך יותר מאורך הקוהרנטיות של הלייזר מתחת למדידה. זה עובד היטב עבור לייזרים רועשים אבל לליזר 100 linewidth קילוהרץ אורך קוהרנטיות הוא בסביבות 3 קילומטר, שמתחיל להיות לא מעשי. לחלופין, מעבר אטומי בתא קליטה רווי או חלל פברי פרו-יכול לשמש כדי לספק ייחוס תדר למדידת linewidth הלייזר. במערכת זו תדר הלייזר יצטרך לשבת בחלק ליניארי של אתר קליטה רוויה או תהודה פברי פרו-ולא אפשר לסרוק בתדר. על ידי מדידת רעש האות על דיודה תמונה וידיעת linewidth התהודה, ניתן למצוא הרעש בתדר. הגבול התחתון של liמדידת newidth מוגבלת לאחר מכן על ידי השיפוע של התהודה השידור. נוכחותם של מצבי lasing סדר גבוהים יותר עשויה להיבדק על ידי התבוננות ברעש בעוצמה בתדר של טווח הספקטרום בחינם באמצעות מנתח ספקטרום RF או באמצעות סריקה פברי פרו-או מנתח ספקטרום אופטי עם רזולוציה טובה יותר מאשר הרפאים בחינם מגוון ECDL. טווח הכוונון הגס ניתן למדוד על ידי מדידת הכוח כפונקציה של אורך גל (באמצעות wavemeter, monochromator, או מנתח ספקטרום אופטי) ואילו כוונון הלייזר על פני גבולותיה באמצעות צורם. טווח הכוונון החופשי הופ המצב נמדד בדרך כלל באמצעות חלל פברי פרו-סריקה בי הופ מצב יכולה להיות מזוהה כקפיצה רציפה בתדר.

<table><tbody><tr><td>דיודת לייזר (רובידיום, 780 ננומטר)</td><td>Roithner</td><td>ADL-78901TX</td><td>אורכי גל שונים, הספקים, גדלי מארז וציפויי AR זמינים (Thor Labs, Eagle Yard Photonics, Rothnier)</td></tr><tr><td>סורג עקיפה (רובידיום, 780 ננומטר)</td><td>Newport</td><td><a href="http://search.newport.com/?q=*& x2=מק"ט& q2=05HG1800-500-1">05HG1800-500-1 </a></td><td>הולוגרפיה או rullered &nbsp;( אופציונלי) (Thor Labs, Newport)</td></tr><tr><td>כרטיס צפייה</td> כרטיס <td>צפייה אינפרא אדום</td><td>Thor Labs</td><td>VRC5</td></tr><tr><td>דיודה&nbsp; עדשה</td><td>Thor Labs</td><td>C330TME-B</td><td>מצופה לזכוכית 780 ננומטר</td></tr><tr><td>טריז</td><td>Thor Labs</td><td>PS814</td><td>10&deg; טריז</td></tr><tr><td>1/2 לוחית גל</td><td>Thor Labs</td><td>WPH10M-780</td><td>780 ננומטר</td></tr><tr><td>1/4 לוחית גל</td><td>Thor Labs</td><td>WPQ10M-780 780</td><td>ננומטר</td></tr><tr><td>תושבות סיבוב</td><td>Thor Labs</td><td>RSP1C</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Thor Labs</td><td>PBS252</td><td>780 ננומטר</td></tr><tr><td>מבודד</td><td>Thor Labs</td><td>IO-5-780-HP</td><td></td></tr><tr><td>תא אדים</td><td>Thor Labs</td><td><a href="http://www.thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=GC25075-RB">GC25075-RB</a></td><td>Rubidium&nbsp;</td></tr><tr><td>גלאי צילום</td><td>Moglabs</td><td>PDD-001-400-1100-&lambda;</td><td></td></tr><tr><td>היקף</td><td>Tektronix</td><td>TDS1001B</td><td></td></tr><tr><td>מד גל</td><td>Yokogawa</td><td>AQ-6515A</td><td>אנו משתמשים במנתח ספקטרום אופטי אך גם מד גל זול יותר יספיק.</td></tr><tr><td>מנתח ספקטרום אלקטרוני</td><td>Agilent</td><td>E4411B</td><td></td></tr><tr><td>IR Viewer</td><td>FJW Optical Systems Inc</td><td>84499A-5</td><td>מציג אינפרא אדום</td></tr></tbody></table>

בנייה ואפיון חיצוני לייזרי חלל דיודה לפיסיקה אטומית

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

מאז הפיתוח שלהם בסוף 1980s, הזול, אמינים לייזרים חיצוניים דיודה החלל (ECDLs) החליפו צבע מסורתי מורכב ויקר ולייזרי טיטניום ספיר כליזר סוס העבודה של מעבדות פיסיקה אטומיות 1,2. צדדיות שלהם והשימוש פורה ברחבי פיסיקה אטומית ביישומים כגון ספקטרוסקופיה קליטה ולייזר קירור 1,2 עושה את זה הכרחי עבור תלמידים נכנסים כדי להשיג הבנה מעשית איתנה של לייזרים אלה. פרסום זה מתבסס על עבודת הזרע על ידי Wieman 3, עדכון רכיבים, ומתן הדרכה וידאו. אפיון התקנה, נעילת תדר וביצועים של ECDL יתואר. דיון בבחירת רכיבים והרכבה נכונה של שני דיודות ושבכות, הגורמים המשפיעים על בחירת מצב בתוך החלל, יישור נכון על משוב אופטימלי חיצוני, התקנה אופטית למדידות רגישות תדר גס ועדין, סקירה קצרה של locki הלייזרטכניקות ng, ומדידות linewidth הלייזר כלולות.

ישנם 5 שלבים עיקריים מעורבים ביישור, נעילת תדר ואפיון linewidth של ECDL. אלה הם: קבלת משוב מהסורג ומשתמש בזה כדי להגדיר את תדירות ECDL הגסה נמדדה על wavemeter, התבוננות קליטת לייזר בתא ההתייחסות, צפייה המעבר האטומי עם רזולוציה סביב linewidth הטבעית בהתקנת ספקטרוסקופיה קליטה רוויה, קבלת אות שגיאה סביב המעבר הרצוי ונעילה אליו, ולבסוף התבוננות פתק הקצב של שני לייזרים ומדידת linewidth הלייזר. שלב הראשון הושלם בהצלחה, די חסר חשיבות, כאשר אורך הגל כמו לקרוא על wavemeter המתאים למעבר האטומי של עניין. כאשר מנסים להשיג קליטה בתא ההתייחסות, בתפרחת ניתן לראות לאורך נתיב הקרן בתא עם צופה IR כאשר המעבר הוא פגע. אם ECDL היא סורק את התא יהבהב. אות קליטה רוויה עלולה להיות קשה לזהות whe<html> n יישור ראשון, כי קווי ההולכה עשויים להיות קטנים מאוד בהשוואה לשיא ספיגה דופלר. כאשר פסגות, בדומה לאלה המוצגים באיור 4 ניתן לראות, מערכת הקליטה רוויה הוא עובד כמו שצריך. על ידי התאמת הפרמטרים בשלב סריקה ויש לקבל את אות שגיאה דומה לזה שמוצג באיור 4. על מנת למדוד את linewidth ECDL יש צורך לקבל אות פעימה בין שתי קורות. כקורות להיות חופפות יותר ויותר גל סינוס יתחיל להופיע, כפי שניתן לראות בהיקף מגלאי צילום. שמור על יישור עד הניגוד בין צמתים ואנטי צמתים הוא הגדול ביותר. כאשר האות הכה לאחר מכן עברה דרך מנתח ספקטרום אלקטרוני אות דומה איור 6 יש לראות. Linewidth הלייזר ניתן למדוד מהאיתותים. התקנת אופטיקה המלאה ניתן לראות באיור 1. <img alt="&lt;/ Html">&quot;איור 1&quot; עבור: תוכן width = &quot;5in&quot; עבור: src = /&gt; &quot;/ files/ftp_upload/51184/51184fig1highres.jpg&quot; = &quot;/ files/ftp_upload/51184/51184fig1.jpg&quot; src .. איור 1 התקנת אופטיקה שלמה זו היא דוגמא להתקנה אופטית שלמה למערכת ECDL דנה:. זה מציג את תצורת Littrow של ECDL. אחוז, בדרך כלל 20-30%, האירוע הקורה על הצורם הוא שנשבר חזרה לדיודה. זווית העקיפה וזווית השתקפות שווה. הצורם הוא רכוב על במה כוונון אשר משתמשת piezo כדי לשלוט על הזווית צורמת B:. אלומת הפלט מדיודת הלייזר היא אירוע על הצורם בזווית θ לצו ה 0 המשקף הנחה והעקיף כדי st 1 שנשלח בחזרה לאורך נתיב קרן אירוע. אורך הגל של האור שנשבר ניתן על ידי λ = חטא 2 ד (θ) בתצורת Littrow C:. מיקום, וכיוון של האופטי הואolator להפחית משוב לא רצוי לדיודת לייזר D:. אלומת הפלט מתיבת הלייזר עוברת דרך waveplate λ / 2 ו-PBS ומיושרת לwavemeter. הכוח בקורות משתקפות ומועברות יכול להיות מותאם על ידי החלפה של waveplate E:. שורת הקרן המשמשת לניסוי. קו זה יכיל את רוב כוחו של הלייזר F:. לעבור את קורה התייחסות או מעל עוצמת הרוויה באמצעות PBS, λ / 4 waveplate, תא גז התייחסות, ורטרו לשקף אותו בחזרה על PBS. חשוב ששתי קורות גם חפפו לקבל ספקטרוסקופיה הרוויה נאותה. Waveplate יבטיח את הקיטוב של אור על קורה רטרו משתקף יהיה מסובב 90 ° מן הקורה האירוע שמאפשר לו לצאת מהיציאה השנייה של מפצל הקרן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51184/51184fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה במתאר לעצמי גדול יותר</a>דואר. <img alt="איור 2" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/51184/51184fig2highres.jpg" width="200" /> איור 2. מעגל הגנת דיודות לייזר. מעגל הגנת דוגמא לזרם דיודת לייזר. צורת C 1 מעגל RC בסיסי R 1 ויסננו את הרעשים בתדר גבוהים. D 1 ו-D 2 הם שוטקי ודיודות זנר, בהתאמה. דיודה שוטקי, שבו יש זמן תגובה מהיר, היא במקום כדי להגן מפני מתח הפוך, ודיודת הזנר, שבו יש זמן תגובה איטי יותר, נועדה לאפשר נוכחית לעבור אם מעל למתח הפעלה המרבי דיודות לייזר, ובכך להימנע נזק לדיודת הלייזר. ערכים אופייניים עבור הרכיבים יהיו R 1 = 1 Ω, C mF 1 = 1, D = 1 30 V, D ו &#39;2 = 6 הערכים שנבחרו לR1 ו C1 יגביל את רוחב פס האפנון הנוכחי של דיודה. זה עשוי להיות פחות מאידיאלי אם אות שגיאה היא להיות מיוצרת באמצעות אפנון הנוכחי במקום אפנון זימן לדיון. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51184/51184fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51184/51184fig3.jpg" /> מצבי איור 3 מתחרה בECDL ירוק:... רוחב קו של סדר סריג עקיפה ≈ 50 GHz בהתאם הצורם מוצק אדום: מצב החלל הפנימי של דיודת לייזר עם קו רוחב 10 ≈ MHz וטווח ספקטרום חופשי ≈ 80 GHz . מקף אדום: החלל הפנימי של דיודה המצופה נגד השתקפויות. דיודות אלו יהיו רוחב קו בטווח ננומטר הכחול:. מצבי חלל חיצוניים עם רוחב קו של 500 ≈ קילוהרץ וטווח ספקטרום חופשי של 5 ≈ GHz. מחלל חיצוני באורך 3 סנטימטר. התאמת הזווית צורמת תעבור מרכז העקומה וsi הירוקים<html> multaneously לשנות את אורך החלל החיצוני בתור הסטת העקומה הכחולה גם כן. התאמה הנוכחית דיודה והטמפרטורה תעבור עקומות האדומות. <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51184/51184fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51184/51184fig4.jpg" /> .. איור 4 ספקטרוסקופיה קליטה רוויות ואות שגיאה מקבילה לרובידיום 87 התחתון Curve:. פסגות קליטה רוויות בשיא ספיגה הרחב הרבה יותר דופלר נוצר מספקטרוסקופיה בחינם דופלר. עקומה עליונה: אות שגיאה למערכת הקליטה רוויה המקבילה. התוויות מעל אות השגיאה מתאימות למעבר האטומי (F → F &#39;). jpg &quot;/&gt; איור 5. זימן סליל. סליל כרוך סביב תא אדי רובידיום משמש באפנון זימן. <img alt="איור 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51184/51184fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51184/51184fig6.jpg" /> איור 6. Linewidth לייזר. איתותים נרכשו ממנתח ספקטרום של פתק הקצב שהוקם על ידי שני לייזרים דומים. מהדמות, יש לו את הקצב בתדירות של 206.24 MHz וlinewidth של MHz 0.3 עם זמן אינטגרציה של 20 msec. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="635" style=";text-align:right;direction:rtl"><colgroup><col /><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="24"><td height="24" style="height:24px;width:237px;"> בקרה שוטפת </td><td style="width:123px;"> רכס </td><td style="width:275px;"> רעש </td></tr><tr height="21"><td heighסגנון t = &quot;21&quot; = &quot;גובה: 21px;&quot;&gt; מעבדות ת&#39;ור: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC200CV </td><td> 0-20 mA </td><td> &lt;1 μA (10 הרץ -10 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC201CU </td><td> 0-100 mA </td><td> &lt;0.2 μA (10 הרץ -10 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC202C </td><td> 0-200 mA </td><td> &lt;1.5 μA (10 הרץ -1 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC205C </td><td> 0-500 mA </td><td> &lt;3 μA (10 הרץ -1 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> Moglabs: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DLC-202 </td><td> 0-200 mA </td><td> &lt;300 רשות / √ Hz </td></tr><tr height="21"><td height="21" style= &quot;גובה: 21px;&quot;&gt; DLC-252 </td><td> 0-250 mA </td><td> &lt;300 רשות / √ Hz </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DLC-502 </td><td> 0-500 mA </td><td> &lt;300 רשות / √ Hz </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> מערכות מחקר של סטנפורד: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC500 </td><td> 0-100 mA </td><td> &lt;RMS 0.9 μA (10 הרץ -1 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC501 </td><td> 0-500 mA </td><td> &lt;RMS 4.5 μA (10 הרץ -1 MHz) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> TOPTICA: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DCC 110/100 </td><td> 0-100 mA </td><td> 200 NA RMS (5 MHz Hz-1) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DCC 110/500 </td><td> 0-500 mA </td><td> RMS 1 μA (5 MHz Hz-1) </td></tr><tr height="24"><td height="24" style="height:24px;"> בקרי טמפרטורה </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> מעבדות ת&#39;ור: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> TED200C </td><td> -45 ל145 ° C </td><td> ± 2 ח&quot;כ </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> Moglabs: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DLC-202 </td><td> -40 50 ° C </td><td> ± 5 ח&quot;כ </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DLC-252 </td><td> -40 50 ° C </td><td> ± 5 ח&quot;כ </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DLC-502 </td><td> -40 50 ° C </td><td> ± 5 ח&quot;כ </td> &lt;/ Tr&gt; <tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> מערכות מחקר של סטנפורד: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC500 </td><td> -55 150 ° C </td><td> ± 2 ח&quot;כ </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> LDC501 </td><td> -55 150 ° C </td><td> ± 2 ח&quot;כ </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> TOPTICA: </td><td></td><td></td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;"> DTC 110 </td><td> 0-50 ° C </td><td> ± 2 ח&quot;כ </td></tr></tbody></table> טבלת 1. דיודה נוכחית ובקרי טמפרטורה. הנוכחיים וטמפרטורת בקרי דיודה של חברות שונות עם הטווחים שלהם ורמות רעש.

זה נייר הדרכה להנחות את הבנייה ואבחון של לייזרים חיצוניים דיודה החלל (ECDLs), כולל בחירת רכיבים ויישור אופטי, כמו גם את היסודות של מדידות ספקטרוסקופיה התייחסות התדירות וlinewidth הלייזר עבור יישומים בתחום הפיזיקה אטומית.

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להדגים את ההרכבה והאפיון הנכונים של לייזרי דיודות חלל חיצוניות. זה מושג על ידי מציאת הכיוון הנכון של אלמנטים אופטיים והשגת עצלנות משוב. השלב השני הוא הקמת מערכת ספיגה רוויה לכוונון תדר הלייזר.לאחר מכן, כוון את הלייזר לתהודה וקבל אות ספיגה חופשי של דופלר. השלב האחרון הוא להפריע לקרן של לייזר מכוון שני כדי למדוד את רוחב הקו. בסופו של דבר, נבנה לייזר DDE חיצוני על תושבים עם המעבר האטומי הרצוי ונמדד רוחב הקו שלו.הדגמה חזותית של שיטה זו שימושית מכיוון שקשה ללמוד את השלבים הפרוצדורליים. סרטון זה יתחיל בהרכבה של לייזר דיודת החלל החיצוני. לאחר בחירת עדשת דיודת הלייזר, סורג ואלקטרוניקה לובשים רצועת הארקה כאמצעי זהירות מפני פגיעה בדיודה באמצעות פריקה סטטית.כאן המערכת המכנית, למעט עדשת הדיודה והסורג, מותקנת על מצנן חשמלי תרמי מכלול רציף של הלייזר על ידי הנחת דיודת הלייזר בחור ההרכבה שלה ואבטחתה באמצעות טבעת ההרכבה שלה, טבעת ההרכבה צריכה להיות צמודה אך לא להקליד את פחית ה-DDE ופיני ההארקה צריכים להיות מקורקעים לצמיתות. התקן את העדשה מול הדיודה והתקן את מכלול צינור העדשה. לאחר בדיקת הקצאות הסיכות, חבר את דיודת הלייזר למעגל הגנה ולאספקת הזרם.הסר את רצועת ההארקה והגדר את תנאי ההפעלה המתאימים עבור הדיודה והמצנן התרמו-אלקטרי על ידי הגדרת הטמפרטורה והזרם של הדיודה לערך המוצע. עבור אורך הגל המעניין, הפעל את בקר הטמפרטורה ואפשר לטמפרטורה להתייצב. לאחר מכן, נקוט באמצעי זהירות נאותים לעבודה עם לייזרים, כולל שימוש במשקפי מגן.הפעל את הדיודה והניח לפניה אינפרא אדום viewכרטיס הגדל את הזרם כך שקרן הפלט תיצפה בבירור עם הגדרת הדיודה והעדשה. הפנה את תשומת הלב לדירוג העקיפה.ראשית, בדוק את כיוון קווי הדירוג. מישור העקיפה מסומן בדרך כלל בחץ הניצב לקווי הדירוג ובכיוון ההשתקפות הבוערת. בדוק שוב את התיוג על ידי עבודה מתחת לנורה וview הדירוג מהכיוון שאליו מצביע החץ.האור המוחזר ממקור הפס הרחב אמור לשנות את צבעו ככל שהזווית משתנה. התכוננו להרכבת הדירוג על ידי כיוונו על זרוע הכוונון של לייזר דיודת החלל החיצוני לעוצמת משוב מקסימלית. ודא שהחץ מצביע בחזרה לכיוון ה-dde.לאחר מכן השתמש בדבק הגדרה מהיר כדי להרכיב את הדירוג. כעת התכוננו לאסוף את הקרן עם עדשת איסוף אספרית. התקן את העדשה מול הדיודה.ניתן לכוונן את המרחק בין הדיודה לעדשה. לאחר הרכבת העדשה, השתמש בכרטיס האלומה כדי לבדוק שקוטר האלומה קבוע על פני שלושה מטרים לפחות. התאם את הפרדת עדשת הדיודה במידת הצורך.לאחר מכן, הנח מקטב מסתובב בנתיב האלומה כדי לבדוק שהקיטוב נמצא במישור הרצוי לדירוג העקיפה. זה משלים את בניית לייזר דיודת החלל החיצוני. התחל את היישור על ידי הנחת כרטיס צפייה בקרן הלייזר של דיודת החלל החיצונית.הבא לדיודה. בניסוי זה, כוונן את הזרם שנקבע בתיבת בקרת הדיודה ממש מתחת לסף. לאחר מכן התחל לעבוד עם ברגי הכוונון של המערכת.השתמש בברגים כדי לשנות את זווית זרוע הדירוג עד להשגת חלל משוב חיצוני. בעת ביצוע ההתאמות, התבונן בכרטיס הצפייה. סימן אחד לחלל משוב הוא עלייה בבהירות או הבזק בכרטיס הצפייה.השלב הבא הוא מניעת חוסר יציבות בלייזר באמצעות השתקפות אחורית. עשה זאת על ידי הוספת מבודד אופטי מיד לאחר הלייזר. כעת כדי לעזור בכוונון תדר הלייזר, התכוננו לבצע מדידת מסלול של אורך הגל המוחלט בדיוק של פחות מננומטר אחד.לשם כך, השתמש בצלחת חצי גל ובמפצל קרן מקטב כדי להרים קרן משנית מהקרן הראשית ולהזין אותה למד גלים. כוונן את לייזר דיודת החלל החיצוני עד לקבלת אורך גל הפלט הרצוי כ-780 ננומטר עבור דיודת רובידיום זו. כעת הכינו את המערכת לספיגה רוויה.ספקטרוסקופיה מכוונת חלק מקרן הלייזר דרך מפצל קרן מקטב ולוח רבע גל. לאחר לוחית רבע הגל, הנח תא אדי ייחוס מוקף בסולנואיד. עקוב אחר הסולנואיד עם מראה אור המוחזר מהמראה מופנה על ידי מפצל האלומה לגלאי צילום.חבר את גלאי הצילום לאוסילוסקופ. השתמש בבקר DDE כדי לסרוק את אורך הגל עד שניתן לראות אות ספיגה. עבור תא רובידיום במעבר של 780 ננומטר, יש אות ספיגה מורחב של דופלר ברוחב, כחמישה ג'יגה-הרץ עם כמה מעברים חדים של 10 מגה-הרץ קיימים גם כן.כמו כן, כאשר הלייזר סורק מעל המעבר האטומי של רובידיום 780 ננומטר, קרן הלייזר צריכה להיות גלויה בתא האדים כדי ליצור אות שגיאה לנעילה. השתמש במחולל פונקציות כדי לווסת את השדה המגנטי של הסולנואיד בסביבות 250 קילו-הרץ בעוצמה של גאוס אחד. מערבבים את האות מיציאת גלאי הקליטה עם אות האפנון ממחולל הפונקציות כדי לקבל אות שגיאה באוסילוסקופ.בדומה לזה כאן, כל מעבר ראשוני F ושני F דק מסומן. שלוט בגודל אות השגיאה על ידי התאמת השלב היחסי עם לוחית רבע הגל לפני תא האדים בשלב זה, מרכז את הסריקה מעל מעבר העניין. לאחר מכן צמצם בהדרגה את טווח הסריקה עד שלא יהיו מעברים אחרים.השתמש במעגל נגזרת אינטגרלי פרופורציונלי כדי לנעול את אורך גל הלייזר באמצעות אות השגיאה. כדי לבצע מדידה מדויקת של רוחב הקו, השתמש בשני לייזרים של דיודות חלל חיצוניות. כל לייזר צריך לעקוב אחר הסכימה המוצגת כאן.כוון את הקרן מכל לייזר על ידי הוספת לוחית חצי גל ומפצל קרן מקטב. לאחר הקורס מנגנון מדידת אורך הגל מתחיל בנעילת שני הלייזרים למעברים היפר-עדינים שונים במרחק של כ-100 מגה-הרץ זה מזה והתאמת המצבים, ההספק והקיטוב שלהם. לאחר שזה נעשה, השתמש במפצל אלומה לא קוטבי 50 50 כדי לגרום לשתי הקרניים להפריע.כוון את הקרן המתקבלת לגלאי צילום. בדוק את פלט האות מגלאי הצילום באוסילוסקופ. האות צריך להיות גל סינוס עם תדר השווה להפרש בין התדרים של שני הלייזרים.השתמש במנתח ספקטרום לקבלת הרזולוציה הטובה ביותר של תנודות התדרים. כמו בדוגמה זו, יהיה פרופיל ריק שבמרכזו תדר הפעמה, אותו ניתן להעריך על ידי גאוס. כאן לפעמה יש תדר של כ-206.24 מגה-הרץ ומיושרת עם 0.3 מגה-הרץ.לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד לבנות ולאפיין את לייזר חוגת החלל החיצוני הנפוץ.

construction-characterization-external-cavity-diode-lasers-for-atomic

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

לייזר axotomy ואחריו הדמיה זמן לשגות היא דרך רגיש assay את ההשפעות של...

בניית מערכת בתקציב נמוך לייזר Axotomy לחקר התחדשות אקסון ב ג elegans</em

שימוש בגלבו פוטוניים גביש להאט את האור וחללי האומצה באופן נרחב על ידי קהילת פוטוניקה ביישומים רבים שונים. לכן ייצור ואפיון של התקנים אלה הם עניין רב. מאמר זה מתאר טכניקת הייצור שלנו ושתי שיטות אפיון אופטיות, דהיינו: פיזור interferometric (גלבו) ותהודה (עששת).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

כאן אנו מדווחים יישום של טכניקת הסטת קרן photothermal בשילוב עם תרכובת בכלוב סידן, DM-nitrophen, לעקוב אחר דינמיקת המיקרו והאלפית שנייה והאנרגטיקה של שינויים מבניים הקשורים לעמותת סידן לחיישן סידן עצבי, אלמנט רגולטורים במורד אנטגוניסט מודולטור .

שינויי קונפורמציה Submillisecond בחלבונים נפתר על ידי photothermal Beam הסטה

מינים מולקולריים אטומיים ודו אטומיים זמן נפתר נמדדים באמצעות LIBS. הספקטרום נאספים בעיכובי זמן שונים הבאים הדור של פלזמה התמוטטות אופטית עם Nd: YAG לייזר וקרינה מנותחים להסיק צפיפות אלקטרונים וטמפרטורה.

מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי ALO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, וההתפלגות מושרה הלייזר הבא TIO הספקטרום אופטית

אנו מתארים את יצירת הקרינה האינפרא אדום הרחוקה באמצעות לייזר מולקולרי שנשאב אופטית יחד עם מדידת התדרים שלהם בטכניקות הטרודיניות. המערכת והטכניקות הניסיוניות מודגמות באמצעות דיפלואורומתאן (CH2F2) כמדיום הלייזר שתוצאותיו כוללות שלוש פליטות לייזר חדשות ושמונה תדרי לייזר נמדדים.

אפיון פליטות לייזר רחוק אינפרה-אדומות והמדידה של התדרים שלהם

אנו מציגים פרוטוקול ליצירת סרט בזמן אמת של חבילת גל סיבוב מולקולרי באמצעות מערך הדמיית פיצוץ קולומב ברזולוציה גבוהה.

הדמיה ישירה של סיבוב מולקולרי מהיר ליזר מונחה

מאמר זה מתאר כרום זורם מיקרוגל המשמש להפעלת כימיה יעילה שיווי משקל ליישום של המרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . מטרת ההליך המתואר כאן היא למדוד את טמפרטורת הגז באתרו המרה גז.

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

אנו מציגים שיטת נהיגה פרמטרית לקירור גז פרמי אולטרה-קר במלכודת דיפול אופטית צולבת. שיטה זו מסירה באופן סלקטיבי אטומים בעלי אנרגיה גבוהה מהמלכודת על ידי אפנון מעת לעת של עומק המלכודת בתדרים המהדהדים עם הרכיבים האנהרמוניים של פוטנציאל הלכידה.

קירור גז פרמי Ultracold לכודים Optically ידי נהיגה תקופתיים

פרוטוקול להפעלה של אנרגיה גבוהה, כוח גבוה אופטית פרמטרית צייץ הדופק מגבר מקור משאבת מבוסס על Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי מוצג כאן.

20 mJ, 1 PS Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי

עירור התהודה של נקודה קוונטית עצמית שהורכב יחיד יכולה להיות מושגת באמצעות מצב עירור אורתוגונלית למצב אוסף זריחה. נדגים שיטה באמצעות גלבו מצבי פאברי-פרו microcavity מישורי המקיפים את הנקודות קוונטית. השיטה מאפשרת חופש מוחלט קיטוב זיהוי.

קרינה פלואורסצנטית תהודה של נקודה InGaAs קוונטית בחלל מישורי באמצעות עירור אורתוגונלית וזיהוי

למדו כיצד לבנות ולאפיין לייזר דיודה בחלל חיצוני לפיסיקה אטומית. הסרטון מדגים הרכבת רכיבים אופטיים, כיוון תדר לייזר ומדידת רוחב קו באמצעות ספקטרוסקופיית ספיגה רוויה.

בנייה ואפיון חיצוני לייזרי חלל דיודה לפיסיקה אטומית

גלה סרטונים נוספים