rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...

rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ... rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...

fizyka.umk.pl
from fizyka.umk.pl More from this publisher
12.07.2015 Views

wyjściu lasera strojonego z synchronizacją modów wnęki (Rys. 3. 16). Na podstawiezmierzonych zależności można wyznaczyć wartość odstrojenia od częstotliwościrezonansowej wnęki, dla którego moc wyjściowa lasera spada o połowę (∆f_3dB patrzTabela 3).Rys. 3. 16 Spadek mocy wyjściowej lasera strojonego z synchronizacją modów wnęki dla różnychwartości odstrojenia częstotliwości pracy filtra Fabry-Perota od częstotliwości rezonansowej wnęki.a) Konfiguracja I, b) Konfiguracja II, Sprzęgacz wyjściowy: 70/30 – krzywa czerwona, 80/20 – krzywazielona, 90/10 – krzywa niebieska.Dla obu testowanych konfiguracji ustawiono z dokładności do 0,1 Hz częstotliwośćpracy filtra Fabry-Perota odpowiadającą maksymalnej mocy na wyjściu lasera. DlaKonfiguracji I wnęki lasera zmierzono moc wyjściową lasera dla odstrojeniaczęstotliwości pracy filtra w zakresie ±15 Hz z krokiem 1Hz. Dla Konfiguracji IIpomiar mocy wyjściowej lasera dokonano dla odstrojenia ±75 Hz (sprzęgacz wyjściowy70/30) oraz ±90 Hz (sprzęgacze wyjściowe 80/20 i 90/10) z krokiem 5 Hz. Wnękalasera strojonego w Konfiguracji I, z filtrem Fabry-Perota umieszczonym przedsprzęgaczem wyjściowym lasera, jest bardziej czuła na odstrojenie od częstotliwościrezonansowej wnęki. Obie testowane konfiguracje reagują na zmianę częstotliwościpracy filtra Fabry-Perota tym czulej, im większy jest podział na sprzęgaczuwyjściowym. Dla każdego ze zmierzonych odstrojeń (∆f_3dB) można policzyć zmianędługości światłowodowej wnęki rezonansowej, która skutkowałaby identycznymspadkiem mocy wyjściowej lasera (zmiana długości wnęki powoduje zmianęczęstotliwości rezonansowej wnęki). Tak na przykład dla pierwszej konfiguracjii użytego sprzęgacza wyjściowego 70/30 moc wyjściowa spadnie o połowę jeślizwiększymy lub zmniejszymy częstotliwość sygnału sterującego filtrem Fabry-Perotao 10,6 Hz. Identyczny efekt uzyskalibyśmy wydłużając lub skracając wnękę laserao 72 cm. Biorąc pod uwagę wspomniany wcześniej efekt termo optyczny, pierwszaz testowanych konfiguracji wnęki lasera strojonego może być czuła na wahaniatemperatury.76

Tabela 3 Szerokość połówkowa ∆f_3dB krzywej opisującej moc wyjściową lasera w funkcjiodstrojenia od częstotliwości rezonansowej wnęki. Dla zmierzonych szerokości połówkowychobliczono zamianę długości wnęki lasera ∆L, która spowodowałaby zmianę częstotliwościrezonansowej wnęki o ∆f_3dB.Konfiguracja IWspółczynnik podziału sprzęgaczawyjściowego∆f_3dB[Hz]∆L[m]70/30 10,6 0,7280/20 7,8 0,5390/10 6,8 0,46Konfiguracja IIWspółczynnik podziału sprzęgaczawyjściowego∆f_3dB[Hz]∆L[m]70/30 88 5,9680/20 81,5 5,5290/10 36,5 2,473.1.8. SZEROKOŚĆ CHWILOWEJ LINII LASERAJeśli laser strojony z synchronizacją modów wnęki pracuje w trybie stacjonarnym(zerowa amplituda sygnału sterującego filtrem Fabry-Perota) obserwuje się zwężanielinii generowanego przez laser promieniowania do 0,05 nm (Rys. 3. 17), w odniesieniudo szerokości linii filtra (Rys. 3. 5). Jak wspomniano wcześniej (rozdział 2.1.4 – str. 33)od szerokości chwilowej linii lasera zależał będzie spadek czułości ze wzrostem różnicydróg optycznych. Natomiast na chwilową szerokość linii lasera wpływ powinna miećdyspersja w światłowodzie, wybrany zakres spektralny generowanego przez laserpromieniowania, obecność tła wzmocnionej emisji spontanicznej ASE czy też wybranaczęstotliwość pracy (i związany z nią wybór długości światłowodowej wnęki lasera).Ze względu na ograniczenia techniczne pomiaru chwilowej szerokości linii pracującegow trybie dynamicznym lasera strojonego dokonano w sposób pośrednie poprzez pomiarspadków czułości wraz ze wzrostem różnicy dróg optycznych. Porównując dwa laserystrojone można ma podstawie różnic w krzywych spadku czułości w funkcji różnicydróg optycznych można wnioskować, który laser charakteryzuje się węższą chwilowąlinią. Aby przeprowadzić pomiar spadku czułości w ramieniu obiektowyminterferometru umieszcza się pojedynczą powierzchnię odbijającą w postaci77

wyjściu lasera strojonego z synchronizacją modów wnęki (Rys. 3. 16). Na podstawiezmierzonych zależności można wyznaczyć wartość odstrojenia od częstotliwościrezonansowej wnęki, dla którego moc wyjściowa lasera spada o połowę (∆f_3dB patrzTabela 3).Rys. 3. 16 Spadek mocy wyjściowej lasera strojonego z synchronizacją modów wnęki dla różnychwartości odstrojenia częstotliwości pracy filtra Fabry-Perota od częstotliwości rezonansowej wnęki.a) Konfiguracja I, b) Konfiguracja II, Sprzęgacz wyjściowy: 70/30 – krzywa czerwona, 80/20 – krzywazielona, 90/10 – krzywa niebieska.Dla obu testowanych konfiguracji ustawiono z dokładności do 0,1 Hz częstotliwośćpracy filtra Fabry-Perota odpowiadającą maksymalnej mocy na wyjściu lasera. DlaKonfiguracji I wnęki lasera zmierzono moc wyjściową lasera dla odstrojeniaczęstotliwości pracy filtra w zakresie ±15 Hz z krokiem 1Hz. Dla Konfiguracji IIpomiar mocy wyjściowej lasera dokonano dla odstrojenia ±75 Hz (sprzęgacz wyjściowy70/30) oraz ±90 Hz (sprzęgacze wyjściowe 80/20 i 90/10) z krokiem 5 Hz. Wnękalasera strojonego w Konfiguracji I, z filtrem Fabry-Perota umieszczonym przedsprzęgaczem wyjściowym lasera, jest bardziej czuła na odstrojenie od częstotliwościrezonansowej wnęki. Obie testowane konfiguracje reagują na zmianę częstotliwościpracy filtra Fabry-Perota tym czulej, im większy jest podział na sprzęgaczuwyjściowym. Dla każdego ze zmierzonych odstrojeń (∆f_3dB) można policzyć zmianędługości światłowodowej wnęki rezonansowej, która skutkowałaby identycznymspadkiem mocy wyjściowej lasera (zmiana długości wnęki powoduje zmianęczęstotliwości rezonansowej wnęki). Tak na przykład dla pierwszej konfiguracjii użytego sprzęgacza wyjściowego 70/30 moc wyjściowa spadnie o połowę jeślizwiększymy lub zmniejszymy częstotliwość sygnału sterującego filtrem Fabry-Perotao 10,6 Hz. Identyczny efekt uzyskalibyśmy wydłużając lub skracając wnękę laserao 72 cm. Biorąc pod uwagę wspomniany wcześniej efekt termo optyczny, pierwszaz testowanych konfiguracji wnęki lasera strojonego może być czuła na wahaniatemperatury.76

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!