Stable Laser Systems法布里-珀羅腔,超高精度,超高穩(wěn)定度
美國Stable Laser Systems公司,簡稱SLS,位于科羅拉多州,是業(yè)內的超高精度法布里-珀羅腔供應商。Stable Laser Systems公司與世界的的實驗室合作,可為客戶提供穩(wěn)頻激光器的解決方案,如果需要還能進行定制。
法布里珀羅腔的對準比較難,安裝與調試比較困難,所以大型激光器中很少采用。但是對于反射鏡間隔很短的腔體來講,對準所造成的損耗就會大大減少。因此FP腔常用于微片和微腔激光器,以及半導體激光器等。
法布里-珀羅腔的設計和材料選擇一般是基于應用,沒有一種腔體能適用于所有應用,不同的腔體設計各有其優(yōu)點。Stable Laser Systems有標準的和定制的專用腔體內腔,以滿足光譜學和激光冷卻的共同應用需求-從光纖耦合和頻率調諧到長程腔
影響法布里珀羅腔選擇的主要因素:
-線寬;
-自由光譜范圍 (FSR);
-工作環(huán)境(溫度和振動量);
-穩(wěn)定性,包括短期和長期——可容忍的漂移程度。
總的來說,所有窄線寬的系統(tǒng)都采用了隔振,腔體的本底噪聲可以到達任何幾何形狀(包括圓柱形)。如果底噪值很重要,那么最長的凹形腔體的本底熱噪聲(假設為大尺寸光斑選擇了良好的反射鏡)。
Stable Laser Systems法布里-珀羅腔選擇指南
腔型 | FSR (GHz) | 應用與性能 |
圓柱形腔 | 1.5 | 原子物理學中激光穩(wěn)定的主力軍 鎖定線寬 > 50 Hz |
凹形腔 | 1.5 | 鎖定線寬 < 50 Hz 熱噪聲限制 Allan偏差是 ~ 1× 10-15 |
凹形腔 | 1.5 | 加速度靈敏度 熱噪聲限制 艾倫偏差是 ~ 1× 10-15 |
球形腔 | 3 | 加速靈敏度 < 5×10-11/g 在剛性保持型腔使用是很重要的 可方便地進行光纖耦合,且易于攜帶 加速靈敏度~2×10-10/g |
立方體腔 | 6 | 尺寸緊湊是先的 可以方便地進行光纖耦合。 加速靈敏度~2×10-10/g |
200mm和300mm長 | 750 MHz/ 500 MHz | SLS針對這些腔體具有標準的設計, 請聯(lián)系我們進一步討論。 |
Stable Laser Systems法布里珀羅腔類型
圓柱形腔
圓柱形腔體具有經過驗證的光譜幾何形狀,可在40Hz的級別上提供鎖定的激光線寬。這是見的腔體設計,但是其他腔體設計在某些應用方面有著明顯的優(yōu)勢。
-100mm長,1.5GHz FSR;
-直徑50mm;
-標準反射鏡配置:平面-50 cm ROC;
-出廠時可設定過零溫度。
凹形腔
與圓柱形設計相比,凹形腔可降低加速度敏感性。 使用較長的間隔長度時,例如 100-300 毫米,更容易實現(xiàn)的熱噪聲基底和最窄的激光線寬。 當Hz級線寬和低頻漂移是優(yōu)先需求時,建議選擇凹形腔。
-100 mm長,1.5 GHz FSR;
-直徑50 mm;
-標準反射鏡配置:平面-50 cm ROC;
-出廠時可設定過零溫度。
球形和立方體形腔
球形和立方體形腔體的腔體設計,同時仍然能提供窄線寬, 這種固定間隔無需重新對齊即可移動。
-50mm長,3.0 GHz FSR;
-直徑50 mm;
-標準反射鏡配置:平面-50 cm ROC;可提供 2 x 50 cm ROC 反射鏡配置;
-出廠時可設定過零溫度。
多孔腔
這種多線和多孔的腔體,更加靈活,穩(wěn)定性高,經濟高效且方便。 單腔隔板最多可容納四對反射鏡,為許多不同顏色的激光器提供頻率參考。
-當鎖定兩到四個激光器時享受共模漂移,例如用于 Ba、Sr 或 Yb 的冷卻、時鐘、晶格和再泵浦激光器;
-腔體精度和波長可定制;
-提供 600-1000 nm 范圍內的寬帶鏡面鍍膜選項,15,000 的精細度。致力于為激光光譜提供通用腔,無論使用何種原子或離子。
中面空腔
中間板空腔的精心設計和安裝意味著垂直尺寸的振動靈敏度較低。這些空腔可以重新定位,同時保持對齊。
-78 mm長,2 GHz FSR;
-直徑50 mm;
-標準反射鏡配置為:平面-50 cm ROC;
-出廠時可設定過零溫度。
定制腔體
提供額外的腔體和外殼定制,從非常長的 200-300 毫米腔體到功率積累和共焦腔體。 單個光學元件的定制可能包括:
-鏡面鍍膜的精細度范圍為 20 - 500,000;
-使用 IBS 電介質的多波段反射鏡鍍膜;晶體鏡片;
-長條、Z 形或用于原子物理和傳感的多光束通道的間隔;
-的選項:組合腔、ULE 環(huán)形腔、共焦腔;
-用于光譜分析的折疊腔,長度可達300 mm。
超高精度法布里-珀羅腔溫度控制注意事項
球形腔真空外殼結構緊湊,真空外殼的布置允許在很大的溫度范圍內實現(xiàn)milliKelvin穩(wěn)定性溫度控制。 溫度控制特性很重要,因為用于間隔的 ULE 材料在 2°C - 40°C 之間的任何溫度下都具有零膨脹點,因此可以在該零膨脹點(通常為幾個攝氏度,比帶有 ULE 環(huán)的熔融石英反射鏡的墊片過零溫度低)下工作。
凹形腔真空外殼在 14°C -40°C 之間運行,因此過零溫度低于 14°C 的少數(shù) ULE 間隔需要額外的冷卻能力(冷卻水通過散熱器)以達到其工作溫度。
SLS超高穩(wěn)定度FP腔材料選擇:FS VS ULE 鏡面基材
使用熔融石英 (FS) 基板會導致本底熱噪聲比 ULE(超低膨脹玻璃)低約 2 倍。對于幾乎所有應用,ULE 是,因為它可以制造出每日漂移的型腔。熔融石英反射鏡配有 ULE 支撐環(huán)以降低熱膨脹系數(shù)。
法布里-珀羅諧振腔應用
-原子鐘(例如 Yb、Sr、Yb+、Sr+、Hg+、Ca、Ca+)
-原子激光冷卻和俘獲,包括動態(tài)頻率變化
-高精度光譜
-光頻梳齒鎖定
-射頻產生穩(wěn)定時間保持在小數(shù)點后15位
-用于時間或頻率傳輸?shù)谋镜卣袷幤?span>
-微波產生
-激光雷達(長相干時間激光)
-光纖傳感
-光纖擾動的檢測和傳感
-光纖時間傳輸
-精密激光波長調諧
-用于腔漂移消除的光學頻率掃描生成或移位