Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas (CAS) Šanhajas Optikas un precīzās tehnikas institūta (SIPM) Kosmosa un astronautikas lāzertehnoloģiju un sistēmu departaments ir guvis nozīmīgus panākumus šķiedru interferometra lāzera frekvences stabilizācijas pētījumos. Pirmo reizi pētnieku grupa izmanto dažādas polarizāciju saglabājošas šķiedras polarizācijas asis, lai izveidotu divu interferometru frekvences stabilizācijas sistēmu, ko izmanto lāzera frekvences bloķēšanai un šķiedru temperatūras izraisīto frekvenču svārstību kompensēšanai, izmantojot dažādas priekšrocības. divu polarizācijas komponentu fāzes nobīdes reakcijas uz temperatūru, attiecīgi. Rezultāti ir publicēti Optics Letters ar nosaukumu "Temperatūras nejutīgs FDL stabilizēts lāzers, izmantojot uz PMF balstītu dubulto interferometru". Rezultāti tika publicēti Optics Letters.
Ultrastabilizētu lāzeru pielietošana precizitātes mērījumu jomā izvirza arvien lielākas prasības lāzeru veiktspējai. Visu šķiedru frekvences stabilizēti lāzeri, kuru pamatā ir šķiedru aizkaves līnijas, ir piesaistījuši uzmanību to augstā kompaktuma un uzticamības dēļ, kā arī spēja panākt ātru platjoslas frekvenču noregulēšanu. Mūsdienās šādu ultrastabilizētu lāzeru īstermiņa frekvences stabilitāti galvenokārt ierobežo šķiedras iekšējais termiskais troksnis, savukārt ilgtermiņa stabilitāte strauji pasliktinās temperatūras traucējumu dēļ. Vakuuma daudzslāņu siltuma ekranēšana un daudzpakāpju temperatūras kontroles pasākumi biežāk tiek izmantoti, lai nomāktu temperatūras traucējumus, kas palielina sistēmas sarežģītību un tādējādi ierobežo frekvences stabilizēto lāzeru plašo pielietojumu, un šīs problēmas risināšanai ir steidzami nepieciešamas jaunas pieejas.
1. att. Duālā interferometra frekvences stabilizētā lāzera shematiskā diagramma
Nobīdes saglabājošās šķiedras var vienlaikus pārraidīt starus ar diviem polarizācijas stāvokļiem, kas ir ortogonāli viens otram, un saglabāt pārraidītās gaismas polarizācijas stāvokli stabilu. Tā kā slīpumu saglabājošas šķiedras ātrajām un lēnajām asīm ir atšķirīgi termooptiskie koeficienti, tās atšķirīgi reaģē uz temperatūru. Komanda izmantoja šo īpašību, izmantojot slīpumu saglabājošās šķiedras ātrās un lēnās asis, lai vienlaikus pārraidītu lāzera gaismu, veidojot divvirzienu šķiedru interferometru ar dažādiem parametriem. Lāzera frekvence tiek bloķēta vienam no interferometriem, un šķiedras temperatūras svārstības izraisa izmaiņas interferometra optiskajā diapazonā, kas savukārt izraisa stabilizētā lāzera frekvences svārstības. Fāzu starpības signālus, kas iegūti no diviem interferometriem, var raksturot kā lāzera pārraides optiskā diapazona starpības svārstības abos šķiedras polarizācijas virzienos, kas ir ļoti korelētas ar temperatūras izmaiņām šķiedras ceļā. Izmantojot iegūto fāzes starpības signālu, lai kompensētu frekvences stabilizētā lāzera frekvences izmaiņas, var samazināt frekvences svārstības, ko izraisa vienas un tās pašas temperatūras svārstības, vairāk nekā 25 reizes. Tādā veidā frekvences stabilizētā lāzera temperatūras jutība tiek samazināta. var ievērojami uzlabot, ilgtermiņa frekvences stabilitāti var uzlabot, un šķiedru interferometra frekvences stabilizētu lāzeru var veicināt, lai to izmantotu gravitācijas viļņu noteikšanā kosmosā un citos laukos.
2. attēls Frekvences svārstības (a) un frekvences stabilitāte (b) pirms un pēc frekvences stabilizētā lāzera kompensācijas
