ANלייזר אולטרההוא אמידה צרה, לייזר רעש נמוך במיוחדנועד לתחזקיציבות תדר יוצא דופןלאורך תקופות ארוכות . לייזרים אלה מיועדים לתצוגהסחף תדר מינימלי, רעש שלב נמוך מאוד, ורווחי קו הרץ, מה שהופך אותם לכלים קריטיים במטרולוגיה מדויקת, שעונים אטומיים, ספקטרוסקופיה ברזולוציה גבוהה, וטכנולוגיה קוונטית.
הַגדָרָה
AN לייזר אולטרההיא מערכת לייזר עםתנודות תדרים בדרך כלל מתחת 1 הרץוחוסר יציבות בתדר שברירי בסדר גודל של10⁻ עד 10⁻, מושג על ידינועלת את תדר הלייזר לחלל אופטי של התפשטות אולטרה-נמוכה (ULE).
מאפייני מפתח
| פָּרָמֶטֶר | טווח ערך |
|---|---|
| קו רוחב | <1 Hz (sometimes ~10 mHz) |
| יציבות תדרים | 10⁻ עד 10⁻ |
| אורכי גל | 532 ננומטר, 780 ננומטר, 1064 ננומטר, 1550 ננומטר וכו '. |
| כוח פלט | בדרך כלל 1–100 מגוואט |
| רצפת רעש | קרוב למגבלת רעש תרמית של החלל |
| שיטות כוונון | כוונון פייזו, טמפרטורה או AOM/EOM |
| שיטת נעילה | קילו-סדר-הול (PDH) לחלל אופטי |
איך זה עובד
הלייזר נוצר באמצעות אמקור רוחב צרהכמו ANלייזר דיודה חלל חיצוני (ECDL)אוֹלייזר סיבים.
התדר שלו הואנעול בחלל פברי-פארוט עשירה גבוהה, עשוי מזכוכית ule או סיליקון גבישי, מבודד מתנודות ותנודות תרמיות .
A לולאת משובמתאים את תדר הלייזר באמצעות ANמודולטור אלקטרו-אופטי (EOM), פיזו, אוכוונון נוכחיכדי לשמור על תהודה עם החלל .
גרסאות מתקדמות מופעלות בלִשְׁאוֹבוכןסביבות מבוקרות טמפרטורהכדי להגיע ליציבות האולטימטיבית .
רכיבים שלמערכת לייזר אולטרה -סטראסטית
| רְכִיב | פוּנקצִיָה |
|---|---|
| מקור לייזר | ECDL, לייזר סיבים, TI: ספיר |
| חלל התייחסות ule | התייחסות אולטרה-יצירה באורך אופטי |
| מערכת בידוד | רטט פסיבי/פעיל ובידוד תרמי |
| אלקטרוניקה משוב | מערכת נעילת PDH ובקר PID |
| מסרק תדר לייזר (אופציונלי) | קישורים תדר אולטרה ל RF או לתקן אופטי |
יישומים
| שָׂדֶה | בַּקָשָׁה |
|---|---|
| שעונים אטומיים אופטיים | התייחסות לתדר לאטומים כמו SR, YB |
| מחשוב קוונטי | מניפולציה ובקרה של Qubit |
| פיזיקה בסיסית | בדיקות של תורת היחסות, וריאציה של זמן של קבועים |
| ספקטרוסקופיה ברזולוציה גבוהה | ספקטרוסקופיה נטולת דופלר, טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית |
| לידר וטווח | גילוי קוהרנטי למרחקים ארוכים |
| גלאי גל כבידה | לייזרי הפניה לאינטרפרומטרים (E . g ., ליגו) |
יתרונות
| תכונה | תוֹעֶלֶת |
|---|---|
| יציבות קיצונית | מתאים לתקני תדר בעל דיוק גבוה |
| קו רוחב משנה תת-הרץ | מאפשר אינטראקציות קוהרנטיות לאורך פעמים ארוכות |
| רעש נמוך | חיוני למדידות קוונטיות ואינטרפרומטריות |
| יכולת החזרה לטווח הארוך | סחף מינימלי בתנאי מעבדה |
אתגרים
| הַגבָּלָה | פְּגִיעָה |
|---|---|
| הגדרה מגושמת ומורכבת | דורש שולחנות אופטיים, תאי ואקום |
| רגישות סביבתית | דורש רטט ובידוד תרמי |
| עלות גבוהה | חללי Ule ואופטיקה בהתאמה אישית הם יקרים |
| תַחזוּקָה | יישור וכיול תכופות נדרשות |
תַקצִיר
| תכונה | תֵאוּר |
|---|---|
| מה זה | לייזר עם<1 Hz linewidth and ultra-low frequency drift |
| מיוצב על ידי | חלל אופטי עשייה גבוהה (ule או קריוגני) |
| משמש ב | שעונים אופטיים, טק קוונטי, מטרולוגיה של דפקת אולטרה |
| תְפוּקָה | רוחב קו צר, תדר אופטי יציב ביותר |