Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD
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46 Kapitel 5. Experimenteller Aufbau<br />
5.6.1 Flankenstabilisierung<br />
Die Flankentabilisierung (engl. side of fr<strong>in</strong>ge) [18] ist e<strong>in</strong>e Form der Stabilisierung auf optische<br />
Resonatoren. Bei dieser Methode wird der Laser auf die halbe Flanke des Transmissionssignals<br />
e<strong>in</strong>es optischen Resonators geregelt. Als Resonator wird meistens e<strong>in</strong> Fabry-Perot Interferometer<br />
verwendet. E<strong>in</strong> Problem bei dieser Methode liegt dar<strong>in</strong>, da die Frequenznderungen des<br />
Lasers aus den Intensittsnderungen h<strong>in</strong>ter dem Resonator bestimmt wird und der Stabilisierungspunkt,<br />
bei dem der Fehler Null wird, bei der Hlfte des Maximums liegt. Wenn sich nun<br />
aber die Intensitt ndert, obwohl die Frequenz konstant ist, wird dies flschlich als Frequenzabweichung<br />
detektiert und fhrt zu e<strong>in</strong>er Regelung. Deswegen sollte man immer noch e<strong>in</strong>en<br />
Referenzstrahl verwenden und die Differenz zwischen diesem und dem Durchlasignal bilden.<br />
Davon abgesehen ist die Flankenstabilisierung e<strong>in</strong>e der e<strong>in</strong>fachsten Methoden, da man wenig<br />
Bauteile und wenig Elektronik bentigt. In unserem Experiment wird dieses Verfahren benutzt,<br />
PD1<br />
PD2<br />
Piezo-<br />
Verstärker<br />
Differenz-<br />
Verstärker<br />
Diode<br />
PD3<br />
Piezo<br />
Piezo-<br />
Verstärker<br />
PI-Regler<br />
Piezo-<br />
Verstärker<br />
Abbildung 5.9. Schema der Kurzzeitstabilisierung. Der Laserstrahl wird <strong>in</strong> zwei Strahlen<br />
aufgeteilt. E<strong>in</strong>er wird durch den Resonator justiert, der andere dient<br />
als Referenzstrahl, um von eventuell auftretenden Leistungsschwankungen<br />
zu elim<strong>in</strong>ieren. Die Elektronik bildet dazu direkt das Differenzsignal<br />
zwischen transmittiertem und passierendem Strahl. Das so erhaltene Fehlersignal<br />
wird <strong>in</strong> e<strong>in</strong>en PI-Regler gegeben und regelt ber die Spannung<br />
des Gitterpiezos des Diodenlasers dessen Frequenz. Der zweite Resonator<br />
wird zur Zeit noch nicht verwendet. Er unterscheidet sich von dem anderen<br />
durch se<strong>in</strong>e F<strong>in</strong>esse. Der Resonator mit der hohen F<strong>in</strong>esse erlaubt e<strong>in</strong>e<br />
hhere Regelgenauigkeit, der andere wrde es erlauben, den Fangbereich der<br />
Regelung zu vergrern.<br />
um die Kurzzeitstabilitt der Laser zu verbessern. Es wird e<strong>in</strong> konfokales Fabry-Perot Interferometer<br />
mit e<strong>in</strong>er Lnge von 2,5 cm benutzt. Die beiden hochreflektiven, sphrischen Spiegel s<strong>in</strong>d<br />
so auf e<strong>in</strong>em Piezorhrchen montiert, da Ihr Abstand gerade dem Krmmungsradius von 25 mm<br />
entspricht, d.h. der Fokus beider Spiegel liegt genau <strong>in</strong> der Mitte zwischen beiden Spiegeln.<br />
Ihre Reflektivitt wird mit R ≥ 99% angegeben. Damit ergibt sich e<strong>in</strong> freier Spektralbereich von<br />
6GHz und e<strong>in</strong>e F<strong>in</strong>esse von ca. 1500. Es gibt e<strong>in</strong>e Reihe von Standard-Laserspiegeln mit Reflektivitten<br />
von mehr als 99% ab Lager bei verschiedenen Herstellern. Diese s<strong>in</strong>d billiger erhltlich<br />
als speziell angefertigte mit genau spezifizierter Reflektivitt bei e<strong>in</strong>er bestimmten Wellenlnge,<br />
da man stets e<strong>in</strong>e komplette Charge machen mu, was sich erst bei greren Stckzahlen rentiert.<br />
Das Piezoelement ermglicht die Lngennderung des Resonators, so da man den stabilisierten