Modulatore acusto-ottico: Applicazione in armadi frigoriferi
Come componente principale del collegamento laser interamente in fibra nell'armadio dell'atomo freddo, ilmodulatore acusto-ottico in fibra otticaFornirà un laser ad alta potenza con frequenza stabilizzata per la camera ad atomi freddi. Gli atomi assorbiranno fotoni con una frequenza di risonanza di v1. Poiché la quantità di moto dei fotoni e degli atomi è opposta, la velocità degli atomi diminuirà dopo l'assorbimento dei fotoni, raggiungendo così lo scopo di raffreddare gli atomi. Gli atomi raffreddati tramite laser, con i loro vantaggi come lunghi tempi di sondaggio, eliminazione dello spostamento di frequenza Doppler e dello spostamento di frequenza causato dalle collisioni e debole accoppiamento del campo luminoso di rilevamento, migliorano significativamente la capacità di misurazione precisa degli spettri atomici e possono essere ampiamente applicati negli orologi atomici freddi, negli interferometri atomici freddi e nella navigazione atomica fredda, tra gli altri campi.
L'interno di un modulatore acusto-ottico AOM in fibra ottica è costituito principalmente da un cristallo acusto-ottico e da un collimatore in fibra ottica, ecc. Il segnale modulato agisce sul trasduttore piezoelettrico sotto forma di segnale elettrico (modulazione di ampiezza, modulazione di fase o modulazione di frequenza). Modificando le caratteristiche di ingresso, come la frequenza e l'ampiezza del segnale modulato in ingresso, si ottiene la modulazione di frequenza e ampiezza del laser in ingresso. Il trasduttore piezoelettrico converte i segnali elettrici in segnali ultrasonici che variano con lo stesso schema a causa dell'effetto piezoelettrico e li propaga nel mezzo acusto-ottico. Dopo che l'indice di rifrazione del mezzo acusto-ottico varia periodicamente, si forma un reticolo dell'indice di rifrazione. Quando il laser attraversa il collimatore in fibra ed entra nel mezzo acusto-ottico, si verifica la diffrazione. La frequenza della luce diffratta sovrappone una frequenza ultrasonica alla frequenza laser in ingresso originale. Regolare la posizione del collimatore in fibra ottica per far funzionare al meglio il modulatore ottico-acustico in fibra ottica. A questo punto, l'angolo di incidenza del fascio luminoso incidente dovrebbe soddisfare la condizione di diffrazione di Bragg e la modalità di diffrazione dovrebbe essere di diffrazione di Bragg. A questo punto, quasi tutta l'energia della luce incidente viene trasferita alla luce di diffrazione del primo ordine.
Il primo modulatore acustico-ottico AOM viene utilizzato all'estremità anteriore dell'amplificatore ottico del sistema, modulando la luce continua in ingresso dall'estremità anteriore con impulsi ottici. Gli impulsi ottici modulati entrano quindi nel modulo di amplificazione ottica del sistema per l'amplificazione di energia. Il secondoModulatore acustico-ottico AOMViene utilizzato all'estremità posteriore dell'amplificatore ottico e la sua funzione è quella di isolare il rumore di base del segnale dell'impulso ottico amplificato dal sistema. I fronti anteriore e posteriore degli impulsi luminosi in uscita dal primo modulatore acustico-ottico AOM sono distribuiti simmetricamente. Dopo essere entrati nell'amplificatore ottico, poiché il guadagno dell'amplificatore per il fronte di salita dell'impulso è maggiore di quello per il fronte di discesa dell'impulso, gli impulsi luminosi amplificati mostreranno un fenomeno di distorsione della forma d'onda in cui l'energia è concentrata sul fronte di salita, come mostrato in Figura 3. Per consentire al sistema di ottenere impulsi ottici con distribuzione simmetrica sui fronti anteriore e posteriore, il primo modulatore acustico-ottico AOM deve adottare la modulazione analogica. L'unità di controllo del sistema regola il fronte di salita del primo modulatore acustico-ottico AOM per aumentare il fronte di salita dell'impulso ottico del modulo acustico-ottico e compensare la non uniformità del guadagno dell'amplificatore ottico sui fronti anteriore e posteriore dell'impulso.
L'amplificatore ottico del sistema non solo amplifica i segnali ottici utili, ma amplifica anche il rumore di base della sequenza di impulsi. Per ottenere un elevato rapporto segnale/rumore del sistema, la fibra ottica è caratterizzata da un elevato rapporto di estinzione.Modulatore AOMviene utilizzato per sopprimere il rumore di base all'estremità posteriore dell'amplificatore, garantendo che gli impulsi del segnale di sistema possano passare efficacemente nella massima misura possibile, impedendo al contempo al rumore di base di entrare nell'otturatore acusto-ottico nel dominio del tempo (gate a impulsi nel dominio del tempo). Viene adottato il metodo di modulazione digitale e il segnale di livello TTL viene utilizzato per controllare l'accensione e lo spegnimento del modulo acusto-ottico per garantire che il fronte di salita dell'impulso nel dominio del tempo del modulo acusto-ottico sia il tempo di salita progettato del prodotto (ovvero il tempo di salita minimo che il prodotto può ottenere) e la durata dell'impulso dipende dalla durata dell'impulso del segnale di livello TTL del sistema.
Data di pubblicazione: 01-07-2025