Jednotka pro stabilizaci repetiční frekvence pulsního laseru využívající softwarově definované rádio

0387396 - ÚPT 2013 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Čížek, Martin - Číp, Ondřej - Lazar, Josef - Buchta, Zdeněk - Hrabina, Jan
Jednotka pro stabilizaci repetiční frekvence pulsního laseru využívající softwarově definované rádio.
[iny: Unit for stabilizing pulse laser repetition frequency based on software defined rádio.]
Interní kód: UPT 2012/05 ; 2012
Technické parametry: Funkční vzorek realizovaný v rámci řešení grantu: Vzorkovací frekvence 10 – 250 MHz, vstupní signál 0 – 120 MHz.
Ekonomické parametry: Funkční vzorek laboratorního zařízení nutného pro další vývoj, který byl realizovaný při řešení grantu s předpokladem budoucího využití v optických laboratořích ÚPT AV ČR, v. v. i.
Grant CEP: GA ČR GPP102/11/P819; GA ČR GAP102/10/1813
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: pulse laser. * stabilization * SDR * software-defined radio
Kód oboru RIV: BH - Optika, masery a lasery

Zařízení umožňuje ve zpětnovazební smyčce stabilizovat repetiční frekvenci pulsního laseru podle přesného radiofrekvenčního normálu (H-maser, oscilátor řízený podle GPS apod.) Proces zpracování vysokofrekvenčního signálu a regulace repetiční frekvence je plně digitální. Vysokofrekvenční signál z rychlého fotodetektoru monitorujícího výstup pulsního laseru je po digitalizaci v reálném čase zpracováván algoritmy softwarově definovaného rádia realizujícími digitální filtraci, decimaci, fázovou demodulaci a zpětnovazební regulaci repetiční frekvence. Vzorkovací frekvence vstupní digitalizační karty je nastavitelná v rozsahu 10 – 250 MHz, zpracovávat je možné vstupní signály v rozsahu 0 – 120 MHz. Vzorkovací frekvence digitálního P-S-D regulátoru a výstupního regulačního signálu je nastavitelná v rozsahu 10 – 1000 Hz. Při typické aplikaci, kdy je 100MHz repetiční frekvence femtosekundového pulsního laseru stabilizována podle 10MHz radiofrekvenčního normálu, je směrodatná odchylka v řádu 10-3 Hz.

The developed device is intended for closed-loop locking of the repetition frequency of a pulse laser to a precise radiofrequency reference (H-maser, GPS disciplined oscillator etc.) Radiofrequency signal processing and repetition frequency control are fully digital. The RF signal from a fast photo detector monitoring the output of the laser is processed using software-defined radio algorithms performing digital filtration, phase demodulation and closed-loop control of the repetition frequency. Sampling frequency of the input RF signal digitizer can be set from 10 to 250 MHz. Signals in the 0 – 120 MHz band can be processed. The sampling frequency of the digital P-S-D controller and the output control signal can be set from 10 to 1000 Hz. In a typical application, which involves stabilizing the repetition frequency to 100 MHz with respect to a 10MHz RF reference, the standard deviation is in 10-3Hz order of magnitude.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0216535