Elektronika pro stabilizaci optických frekvenčních hřebenů

0434551 - ÚPT 2015 RIV CZ cze C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Hucl, Václav - Čížek, Martin - Šmíd, Radek - Lazar, Josef - Číp, Ondřej
Elektronika pro stabilizaci optických frekvenčních hřebenů.
[Unit for stabilizing optical frequency combs.]
Sborník příspěvků multioborové konference Laser54. Brno: Ústav přístrojové techniky AV ČR, 2014, s. 22-23. ISBN 978-80-87441-13-8.
[Laser54. Třešť (CZ), 29.10.2014-31.10.2014]
Grant CEP: GA ČR(CZ) GPP102/12/P962; GA ČR GAP102/10/1813; GA MŠMT ED0017/01/01; GA MŠMT(CZ) LO1212
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: analog and digital electronics * signal processing * femtosecond laser
Kód oboru RIV: JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika

Většina experimentů využívajících optický hřeben (komb) vyžaduje frekvenční a fázové zavěšení repetiční frekvence frep a offsetové frekvence fCEO na stabilní RF referenční signál generovaný z vysoce přesného oscilátoru (H-maser, GPSDO…). K zabránění tepelnému a mechanickému ovlivňování experimentálních sestav a optického hřebene při dlouhodobých experimentech je zároveň nanejvýš žádoucí v maximální možné míře omezit dobu pobytu osob v laboratoři. Tyto důvody nás vedly ke zkonstruování dálkově ovládaného systému pro dálkově pro dlouhodobou stabilizaci optického frekvenčního hřebene. V našem případě jsme stabilizovali optovláknový komb FC1500 od firmy Menlo Systems. Stabilizace probíhá ve dvou nezávislých smyčkách fázového závěsu. V první smyčce dochází k regulaci repetiční frekvence fs laseru, kde využíváme výstupní signál fotodetektoru monitorujícího výstup fs laseru jako zpětnou vazbu. V druhé smyčce regulujeme offsetovou frekvenci na základě zpětné vazby zprostředkované výstupním signálem f-2f interferometru. Regulace je realizována ve dvou řádech. První řád tvořený rychlým regulátorem s obvodem AD9956 s omezeným rozsahem přeladění je doplněn pomalejším regulátorem druhého řádu s velkým výstupním dynamickým rozsahem realizovaným s využitím digitálního signálového procesoru. Elektronika je připojena na komunikační sběrnici CAN, což umožňuje vzdáleně ovládat celé zařízení z prostředí LabView.

Optical frequency synthesizers (femtosecond combs) are used mainly in the field of precise measurement of optical frequencies, laser spectroscopy and interferometer distance surveying. The repetition and offset frequencies belong to main controlled parameters of such synthesizer. These two parameters need to be locked to ultra-stable frequency standards i.e. H-masers, Cs- or Rb- clocks. We present the complete digital signal processing chain for phase-locked loop (PLL) control of the repetition and offset frequency. The setup is able to overcome some dropouts causes the femtosecond laser instabilities. The presented work gives the possibility of long-time operation of femtosecond combs which is necessary when the optical frequency stability measurement of ultra-stable lasers is performed.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0238709