Neseniai Kinijos mokslų akademijos (CAS) Šanchajaus Optikos ir tiksliųjų mašinų instituto (SIPM) Kosmoso ir astronautikos lazerinių technologijų ir sistemų departamentas padarė didelę pažangą tiriant skaidulinių interferometrų lazerio dažnio stabilizavimą. Pirmą kartą tyrėjų grupė naudoja skirtingas poliarizaciją išsaugančio pluošto poliarizacijos ašis, kad sukurtų dvigubą interferometro dažnio stabilizavimo sistemą, kuri naudojama lazerio dažniui užfiksuoti ir kompensuoti dažnio svyravimus, kuriuos sukelia pluošto temperatūra, pasinaudojant skirtingomis galimybėmis. atitinkamai dviejų poliarizacijos komponentų fazių poslinkių atsakas į temperatūrą. Rezultatai paskelbti Optics Letters pavadinimu „Temperatūros nejautrus FDL stabilizuotas lazeris, naudojant PMF pagrįstą dvigubą interferometrą“. Rezultatai buvo paskelbti Optics Letters.
Ultrastabilizuotų lazerių taikymas tiksliųjų matavimų srityje kelia vis didesnius reikalavimus lazerių veikimui. Viso pluošto dažnio stabilizuoti lazeriai, pagrįsti skaidulų vėlinimo linijomis, patraukė dėmesį dėl savo didelio kompaktiškumo ir patikimumo bei galimybės greitai suderinti plačiajuostį dažnį. Šiandien tokių ultrastabilizuotų lazerių trumpalaikį dažnio stabilumą daugiausia riboja vidinis pluošto šiluminis triukšmas, o ilgalaikis stabilumas greitai blogėja dėl temperatūros sutrikimų. Vakuuminis daugiasluoksnis šiluminis ekranavimas ir daugiapakopės temperatūros kontrolės priemonės dažniau naudojamos temperatūros trikdžiams slopinti, kurie didina sistemos sudėtingumą ir taip riboja platų dažnio stabilizuotų lazerių taikymą, todėl šiai problemai spręsti skubiai reikia naujų požiūrių.
1 pav. Dviejų interferometrų dažnio stabilizuoto lazerio schema
Poslinkį išsaugantys pluoštai gali vienu metu perduoti spindulius, kurių dvi poliarizacijos būsenos yra statmenos viena kitai, ir išlaikyti perduodamos šviesos poliarizacijos būseną stabilią. Kadangi greitosios ir lėtos poslinkį išsaugančio pluošto ašys turi skirtingus termooptinius koeficientus, jos skirtingai reaguoja į temperatūrą. Komanda išnaudojo šią savybę, naudodama greitą ir lėtą poslinkį išsaugančio pluošto ašis, kad vienu metu perduotų lazerio šviesą, sudarydama dviejų krypčių skaidulų interferometrą su skirtingais parametrais. Lazerio dažnis yra užfiksuotas viename iš interferometrų, o pluošto temperatūros svyravimai sukelia interferometro optinio diapazono pokyčius, o tai savo ruožtu sukelia stabilizuoto lazerio dažnio svyravimus. Fazių skirtumo signalai, išgauti iš dviejų interferometrų, gali būti apibūdinami kaip lazerio perdavimo optinio diapazono skirtumo svyravimai dviem pluošto poliarizacijos kryptimis, kurie labai koreliuoja su temperatūros pokyčiais pluošto kelyje. Naudojant išskirtą fazių skirtumo signalą dažnio stabilizuoto lazerio dažnio pokyčiams kompensuoti, dažnio svyravimas, kurį sukelia tas pats temperatūros svyravimas, gali būti sumažintas daugiau nei 25 kartus. Tokiu būdu dažnio stabilizuoto lazerio jautrumas temperatūrai gali būti žymiai pagerintas, ilgalaikis dažnio stabilumas gali būti padidintas, o pluošto interferometro dažnio stabilizuotas lazeris gali būti skatinamas naudoti gravitacinėms bangoms aptikti erdvėje ir kituose laukuose.
2 pav. Dažnio svyravimas (a) ir dažnio stabilumas (b) prieš ir po dažnio stabilizuoto lazerio kompensavimo
