원자 물리학에 대한 외부 공동 다이오드 레이저의 구조 및 특성

이 절차의 전반적인 목표는 외부 캐비티 다이오드 레이저의 적절한 조립 및 특성화를 입증하는 것입니다. 이는 먼저 광학 요소의 적절한 방향을 찾고 피드백 레이징을 달성함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 레이저 주파수를 조정하기 위한 포화 흡수 시스템을 설정하는 것입니다.

다음으로, 공진에서 레이저를 조정하고 도플러가 없는 흡수 신호를 얻습니다. 마지막 단계는 광선을 두 번째로 조정된 레이저의 빔과 간섭시켜 선폭을 측정하는 것입니다. 궁극적으로, 원하는 원자 전이가 있는 거주자에 대한 외부 캐비티 DDE 레이저가 구축되고 선폭이 측정됩니다.

이 방법의 시각적 시연은 절차적 단계를 배우기 어렵기 때문에 유용합니다. 이 비디오는 외부 캐비티 다이오드 레이저의 조립으로 시작합니다. 레이저 다이오드 렌즈를 선택한 후 격자 및 전자 장치는 정전기 방전을 통한 다이오드 손상에 대한 예방 조치로 접지 스트랩을 착용합니다.

여기서 다이오드 렌즈와 격자를 제외한 기계 시스템은 레이저의 열 전기 냉각기 연속 어셈블리에 장착되며, 레이저 다이오드를 장착 구멍에 배치하고 장착 링을 사용하여 고정함으로써 장착 링은 꼭 맞아야 하지만 DDE 캔 및 접지 핀을 영구적으로 접지해야 합니다. 다이오드 앞에 렌즈를 장착하고 렌즈 튜브 어셈블리를 장착합니다. 핀 할당을 확인한 후 레이저 다이오드를 보호 회로와 전류 공급 장치에 연결합니다.

접지 스트랩을 제거하고 다이오드 온도와 전류를 제안된 값으로 설정하여 다이오드 및 열전 냉각기에 대한 적절한 작동 조건을 설정합니다. 관심 파장의 경우 온도 조절기를 켜고 온도가 안정화되도록 합니다. 다음으로, 고글 사용을 포함하여 레이저 작업에 대한 적절한 안전 예방 조치를 취하십시오.

다이오드를 켜고 적외선 보기 그 앞에 카드를 놓습니다. 다이오드와 렌즈가 설정된 상태에서 출력 빔이 명확하게 관찰되도록 전류를 높입니다. 회절 그레이딩에 주의를 기울입니다.

먼저 정지 선의 방향을 확인합니다. 회절 평면은 일반적으로 그레이딩 라인에 수직이고 블레이즈드 리플렉션 방향으로 표시되는 화살표로 표시됩니다. 전구 아래에서 작업하고 화살표가 가리키는 방향에서 등급 지정을 확인하여 라벨을 다시 확인하십시오.

광대역 소스에서 반사된 빛은 각도가 변함에 따라 색상이 변해야 합니다. 최대 피드백 전력을 위해 외부 캐비티 다이오드 레이저의 튜닝 암에 그레이딩을 배치하여 그레이딩을 장착할 준비를 합니다. 화살표가 다시 dde를 가리키는지 확인합니다.

그런 다음 빠른 설정 접착제를 사용하여 정지 작업을 장착합니다. 이제 비구면 대조 렌즈로 빔을 대조할 준비를 합니다. 다이오드 앞에 렌즈를 장착합니다.

다이오드와 렌즈 사이의 거리를 조정할 수 있습니다. 렌즈가 장착되면 빔 카드를 사용하여 빔 직경이 최소 3미터 이상 일정한지 확인합니다. 필요한 경우 다이오드 렌즈 분리를 조정하십시오.

다음으로, 빔 경로에 회전 가능한 편광판을 배치하여 편광이 회절 그레이딩을 위해 원하는 평면에 있는지 확인합니다. 이것으로 외부 캐비티 다이오드 레이저의 구성이 완료됩니다. 외부 캐비티 다이오드 레이저 빔에 보기 카드를 배치하여 정렬을 시작합니다.

다음은 다이오드입니다. 이 실험에서는 다이오드 제어 상자의 설정 전류를 임계값 바로 아래로 조정합니다. 그런 다음 시스템의 조정 나사로 작업을 시작하십시오.

나사를 사용하여 외부 피드백 캐비티가 생성될 때까지 그레이딩 암의 각도를 변경합니다. 조정이 이루어지면 view잉 카드. 피드백 캐비티의 한 가지 징후는 밝기가 증가하거나 보기 카드의 섬광입니다.

다음 단계는 후방 반사를 통해 레이저의 불안정성을 방지하는 것입니다. 레이저 바로 뒤에 광학 절연체를 추가하여 이 작업을 수행합니다. 이제 레이저 주파수 튜닝을 돕기 위해 1나노미터 미만의 정밀도로 절대 파장을 측정할 준비를 하십시오.

이렇게 하려면 반파 플레이트와 편광 빔 스플리터를 사용하여 메인 빔에서 2차 빔을 선택하고 파동 미터에 입력합니다. 이 루비듐 다이오드에 대해 원하는 출력 파장이 약 780나노미터를 얻을 때까지 외부 캐비티 다이오드 레이저를 조정합니다. 이제 포화 흡수를 위해 시스템을 준비합니다.

분광학은 일부 레이저 빔을 편광 빔 스플리터와 1/4 파장판을 통해 유도합니다. quarter wave plate 뒤에 솔레노이드로 둘러싸인 기준 증기 전지를 놓습니다. 거울에서 반사된 빛이 빔 스플리터에 의해 광 검출기로 향하는 거울로 솔레노이드를 따릅니다.

광 검출기를 오실로스코프에 부착합니다. DDE 컨트롤러를 사용하여 흡수 신호가 보일 때까지 파장을 스캔합니다. 780 나노 미터 전이에서 루비듐 셀의 경우, 약 5 기가 헤르츠 폭의 도플러 확장 흡수 신호가 있으며 여러 개의 날카로운 10 메가 헤르츠 전이도 존재합니다.

또한 레이저가 루비듐 780 나노미터 원자 전이를 스캔할 때 레이저 빔이 증기 전지에서 볼 수 있어야 잠금 오류 신호가 생성됩니다. 함수 발생기를 사용하여 약 250킬로헤르츠에서 1 가우스의 크기로 솔레노이드의 자기장을 변조합니다. 흡수 광검출기 출력의 신호를 함수 발생기의 변조 신호와 혼합하여 오실로스코프에서 오류 신호를 얻습니다.

이와 유사하게 여기에서 각 초미세 F 두 F 소수 전이가 표시됩니다. 증기 전지 이전의 1/4 파장판으로 상대 위상을 조정하여 오류 신호의 크기를 제어합니다 이 시점에서 관심 전이 위의 중앙에 스캔을 배치합니다. 그런 다음 다른 전환이 없을 때까지 스캔 범위를 점진적으로 줄입니다.

비례 적분 미분 회로를 사용하여 오류 신호를 사용하여 레이저 파장을 잠급니다. 정확한 선폭 측정을 위해 두 개의 외부 캐비티 다이오드 레이저를 사용하십시오. 각 레이저는 여기에 표시된 회로도를 따라야 합니다.

half-wave plate와 polarizing beam splitter를 추가하여 각 레이저에서 빔을 유도합니다. 과정이 끝나면 파장 측정 장치는 두 레이저를 약 100메가헤르츠 떨어진 서로 다른 초미세 전이에 고정하고 모드, 출력 및 편광을 일치시키는 것으로 시작합니다. 이 작업이 완료되면 50 50 비극성 빔 스플리터를 사용하여 두 빔이 간섭하도록 합니다.

결과 빔을 광 검출기로 향하게 합니다. 오실로스코프의 광 검출기에서 출력되는 신호를 확인하십시오. 신호는 두 레이저의 주파수 차이와 동일한 주파수를 가진 사인파여야 합니다.

주파수 변동의 최상의 해상도를 위해 스펙트럼 분석기를 사용하십시오. 이 예에서와 같이 비트 주파수를 중심으로 하는 void 프로파일이 있으며, 이는 가우시안으로 근사화할 수 있습니다. 여기서 비트의 주파수는 약 206.24MHz이고 0.3MHz와 정렬됩니다.

이 비디오를 시청한 후에는 일반적인 외부 캐비티 다이얼 레이저를 구성하고 특성화하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.