Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi (CAS), Şangay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü'nün (SIPM) Uzay ve Astronotik Lazer Teknolojisi ve Sistemleri Bölümü, fiber interferometre lazer frekansı stabilizasyonu araştırmalarında önemli ilerleme kaydetti. Araştırma grubu ilk kez, lazer frekansını kilitlemek ve fiber sıcaklığının neden olduğu frekans dalgalanmasını farklı avantajlardan yararlanarak telafi etmek için kullanılan ikili bir interferometre frekans stabilizasyon sistemi oluşturmak için polarizasyonu koruyan bir fiberin farklı polarizasyon eksenlerini benimser. iki polarizasyon bileşeninin faz kaymalarının sırasıyla sıcaklığa tepkileri. Sonuçlar, "PMF tabanlı ikili interferometre kullanan sıcaklığa duyarlı FDL stabilize lazer" başlığı altında Optics Letters'da yayınlandı. Sonuçlar Optics Letters'da yayınlandı.
Hassas ölçüm alanında ultra stabil lazerlerin uygulanması, lazerlerin performansına yönelik talepleri artırmaktadır. Fiber gecikme hatlarına dayalı, tamamen fiber frekansı stabilize edilmiş lazerler, yüksek kompaktlıkları ve güvenilirlikleri ve hızlı geniş bant frekans ayarlaması yapabilme yetenekleri nedeniyle dikkat çekmiştir. Günümüzde bu tür ultra-stabilize edilmiş lazerlerin kısa vadeli frekans stabilitesi esas olarak fiberin kendine özgü termal gürültüsü ile sınırlanırken, uzun vadeli stabilite sıcaklık bozuklukları nedeniyle hızla bozulmaktadır. Vakumlu çok katmanlı ısı kalkanı ve çok aşamalı sıcaklık kontrol önlemleri, sistemin karmaşıklığını artıran ve dolayısıyla frekans stabilize lazerlerin geniş uygulamasını sınırlayan sıcaklık bozukluklarını bastırmak için daha sık kullanılır ve bu sorunu çözmek için acilen yeni yaklaşımlara ihtiyaç vardır.
Şekil 1 Çift interferometre frekansı stabilize lazerin şematik diyagramı
Önyargıyı koruyan fiberler, birbirine dik iki polarizasyon durumuna sahip ışınları aynı anda iletebilir ve iletilen ışığın polarizasyon durumunu sabit tutabilir. Öngerilim koruyucu fiberin hızlı ve yavaş eksenleri farklı termo-optik katsayılara sahip olduğundan sıcaklığa farklı tepki verirler. Ekip, lazer ışığını aynı anda iletmek için önyargıyı koruyan fiberin hızlı ve yavaş eksenlerini kullanarak bu özellikten yararlandı ve farklı parametrelere sahip iki yönlü bir fiber interferometre oluşturdu. Lazer frekansı interferometrelerden birine kilitlenir ve fiber sıcaklığındaki dalgalanmalar interferometrenin optik aralığında değişikliklere neden olur, bu da stabilize lazerin frekansında dalgalanmalara neden olur. İki interferometreden çıkarılan faz farkı sinyalleri, fiberin iki polarizasyon yönündeki lazer iletiminin optik aralık farkındaki dalgalanmalar olarak karakterize edilebilir ve bunlar, fiber yolundaki sıcaklık değişiklikleriyle yüksek oranda ilişkilidir. Frekans stabilize lazerin frekans değişimini telafi etmek için çıkarılan faz farkı sinyalinin kullanılması, aynı sıcaklık dalgalanmasının neden olduğu frekans dalgalanmasını 25'ten fazla bir faktörle bastırabilir. Bu şekilde, frekans stabilizasyonlu lazerin sıcaklık hassasiyeti artar. önemli ölçüde geliştirilebilir, uzun vadeli frekans kararlılığı geliştirilebilir ve fiber interferometre frekansı stabilize edilmiş lazer, uzayda ve diğer alanlarda yerçekimsel dalgaların tespitinde kullanılmak üzere teşvik edilebilir.
Şekil 2 Frekans stabilizasyonlu lazerin telafisinden önce ve sonra frekans dalgalanması (a) ve frekans kararlılığı (b)
