Moku:Lab新第十二個(ge) 儀(yi) 器功能激光鎖頻/穩頻，具備高性能調製技術將激光器的頻率穩定到參考腔或原子躍遷。Moku:Lab激光鎖頻/穩頻單一儀(yi) 器集成了波形發生器、示波器、濾波器、PID控製器多儀(yi) 器功能，包含快速精確掃描和鎖定診斷等自動化程序，能快速鎖定到誤差信號解調後的零交叉點，為(wei) 激光頻率穩定提供了一體(ti) 化解決(jue) 方案。
Moku:Lab新第十二個(ge) 儀(yi) 器功能激光鎖頻/穩頻，具備高性能調製技術將激光器的頻率穩定到參考腔或原子躍遷。Moku:Lab激光鎖頻/穩頻單一儀(yi) 器集成了波形發生器、示波器、濾波器、PID控製器多儀(yi) 器功能，包含快速精確掃描和鎖定診斷等自動化程序，能快速鎖定到誤差信號解調後的零交叉點，為(wei) 激光頻率穩定提供了一體(ti) 化解決(jue) 方案。
「主要特點」
信號處理框圖
使用內(nei) 部和外部本機振蕩器解調信號
鋸齒波或三角波共振掃描
使用內(nei) 置示波器觀測在信號處理過程中不同位置的信號
使用“點擊-鎖定”功能快速鎖定到誤差信號的任一零交叉點。
高達四階低通IIR無限衝(chong) 激響應濾波器解調信號
可單獨配置的高帶寬、低帶寬PID控製器用於(yu) 高頻、低頻反饋
使用“範圍內(nei) 掃描鎖定“功能觀測與(yu) 掃描電壓有關(guan) 的信號
「典型參數」
本振頻率1 mHz -200 MHz，頻率分辨率3.55 µHz
掃描波形：正鋸齒波，負鋸齒波和三角波
掃描頻率：1 mHz -1 MHz
低通濾波器截止頻率：1 kHz - 14 MHz
提供濾波器類型： Butterworth, Chebyshev, Inverse Chebyshev, Elliptic, Gaussian, Bessel, Legendre
AC / DC輸入耦合
50 Ω / 1 MΩ輸入阻抗
下麵国产成人在线观看免费网站說明介紹了如何通過Moku激光鎖頻/穩頻儀(yi) 器實現激光器頻率長期鎖定。
激光鎖定係統廣泛用於(yu) 控製並將激光器的頻率與(yu) 光學頻率參考匹配（這通常是光學參考腔或原子躍遷）。這種係統對於(yu) 高分辨率幹涉測量、光譜係統，以及時間和頻率標準至關(guan) 重要。通過強製激光器和參考頻率相等來鎖定激光器一般兩(liang) 種情況：
（1）鎖定係統控製激光器頻率且使其等於(yu) 參考頻率，這被稱為(wei) 頻率穩定;
（2）鎖定係統迫使參考頻率跟隨激光頻率，這被稱為(wei) 頻率跟蹤。無論是用於(yu) 頻率穩定還是頻率跟蹤，Liquid Instruments的Moku都
可以實現高性能，高增益的激光鎖定係統。Moku提供設置、采集和診斷功能，使設置和表征激光鎖定係統變得更加容易和快捷。
「激光鎖定和PDH技術的基礎知識」
任何激光鎖定技術的核心都是測量並提供激光與(yu) 頻率參考之間差異或誤差的測量。通常稱為(wei) “誤差信號”，該信號的質量Z終決(jue) 定了整個(ge) 鎖定係統的精度和準確性。可以說，獲得誤差信號的精確方法之一是Pound-drever-Hall（PDH）技術。已經證明，在反饋係統中使用PDH誤差信號可以非常精確地測量激光器或腔體(ti) 的變化，從(cong) 而將其用於(yu) 吸收光譜和引力波檢測等無數国产成人在线观看免费网站中。PDH誤差信號技術有幾個(ge) 關(guan) 鍵優(you) 勢，例如：
1. 該技術可以精確地測量並提供了激光和共振腔之間的相位和頻率差異
2. 該傳(chuan) 感技術提供零交叉誤差信號，當誤差信號為(wei) 零時代表其零頻率差為(wei) 零。
3. 假設所有信號處理都是以數字方式完成的，它避免了模擬電子和解調電路中產(chan) 生的低頻噪聲。
這些優(you) 點難免需要付出一些代價(jia) 。為(wei) 了獲得頻率/相位的這種精確測量，PDH技術国产成人在线观看免费网站射頻調製和解調技術。這大大增加了信號處理係統的複雜性，也使光學係統變得複雜。但是，一旦理解，與(yu) PDH係統的優(you) 點相比，這些複雜性是微不足道的。
「使用Moku：激光鎖頻/穩頻儀(yi) 器實現激光鎖定」
Moku：激光鎖頻/穩頻大大簡化了通常操作和使用PDH鎖定係統的複雜程度。圖1示出了PDH激光鎖定係統的示例。該裝置使用固態Nd：YAG NPRO激光器，其已經與(yu) 一個(ge) 中等精細度光學腔準直並模式匹配。隨後使用Moku：激光鎖頻/穩頻產(chan) 生將激光鎖定到腔的諧振頻率所需的所有信號。
圖1：PDH激光鎖定係統的示例
鎖定激光器包括：
1. 設置係統（包括準直）。
2. 調製激光
3. 尋找共振點
4. 獲得誤差信號
5. 打開反饋
6. 優(you) 化鎖定
「係統設置」
為(wei) 了使係統地工作，需要確保激光器的出射光與(yu) 腔的光軸良好準直，並且激光器的模式與(yu) 諧振器的空間模式很好地匹配。重要的是要注意，未準直或模式不匹配會(hui) 導致鎖定性能降低，或者在J端情況下，係統根本不工作。Z後，使用兩(liang) 個(ge) 光電探測器監測係統；一個(ge) 光電探測器接收從(cong) 腔體(ti) 反射回來的光，另一個(ge) 接收穿過腔體(ti) 的光。
「連接Moku：Lab輸出端」
為(wei) 了国产成人在线观看免费网站PDH成功鎖腔，需要生成幾個(ge) 信號。
1. 調製信號：發送到EOM以產(chan) 生相位調製邊帶。
2. 主要反饋信號：在這種情況下反饋到激光器的PZT頻率控製器。為(wei) 了驅動激光器的PZT，需要使用高壓放大器（HV amp）。
3. 次反饋信號（可選）：可通過溫度來調節激光頻率，溫度反饋的動態調控範圍較廣，但速度較慢。
在這種情況下，調製信號和次反饋信號在Moku：Lab的輸出2上生成，並使用Bias-Tee分離。
「連接Moku：Lab輸入端」
光電探測器接收到的反射信號通常包含了產(chan) 生反饋信號所需的所有信息，將其與(yu) 輸入1連接並作為(wei) 主要的信號輸入通道。第二輸入通道可以用來監控任何輔助信號。
1. 輸入1用作大多數信號處理的主要通道。在該係統中，將光電探測器AC輸出連接到Moku：Laser Lock Box的輸入1。
2. 將透射光信號的直流分量連接到輸入2，盡管不是必需的，但其有助於(yu) 識別和優(you) 化鎖定係統中的特征。
「調製激光」
在這種情況下的相位調製是通過向EOM施加正弦電壓信號來實現的。調製信號可以輔助振蕩器功能來產(chan) 生。對於(yu) 該係統，我們(men) 將使用10 MHz調製。
1. 將輔助振蕩器設置為(wei) 10 MHz。
2. 設置輔助振蕩器的幅度。務必選擇EOM規格範圍內(nei) 的電壓。在這種情況下，我們(men) 將幅度設置為(wei) 100 mV。
3. 選擇Aux Oscillator輸出。在此示例中，將Aux示波器設置為(wei) 輸出2。
4. 打開輸出。
「掃描激光頻率並找到共振頻率」
掃描激光頻率有助於(yu) 表征和優(you) 化鎖定信號。Moku：Laser Lock Box附帶掃描功能。在此示例中，我們(men) 將對掃描發生器進行設置，使其輸出一個(ge) 信號並通過輸出1傳(chuan) 遞給PZT傳(chuan) 動
裝置。步驟如下：
1. 將“掃描”設置為(wei) 三角波
2. 將幅度設置為(wei) 500 mV
3. 選擇掃描信號的輸出端，在此示例中為(wei) 輸出1
4. 打開輸出
圖2：輔助振蕩器用於(yu) 驅動EOM並創建相位調製邊帶
「使係統共振信號居中」
為(wei) 了使激光鎖定更順利，我們(men) 通常可以在掃描中將共振信號調整到掃描信號的中央，後續可以通過調整溫度控製器的偏移量來實現。調整溫度偏移，直到掃描中心共振頻率出現在掃描信號的零值附近。
「獲取並優(you) 化誤差信號」
為(wei) 了獲得誤差信號，從(cong) 光電探測器接收的RF信號需要用本地振蕩器解調。選擇本地振蕩器的正確相位對於(yu) 優(you) 化誤差信號至關(guan) 重要。如
下：在觀察誤差信號的同時調整本地振蕩器的相位。
圖3：通道A和B分別顯示腔的透射響應和經過恢複的誤差信號
「手動鎖定激光」
1. 調整共振信號至掃描的中央.
2. 設置高頻PID控製器。（此處可以僅(jin) 先設置積分器頻率在~10 Hz，因為(wei) 後續可以對響應進一步優(you) 化）
3. 打開PID控製器
4. 緩慢降低掃描幅度，直到激光功率達到Z大值。
5. 關(guan) 閉掃描
「使用Tap來鎖定」
1. 調整共振信號至掃描的中央。
2. 設置高頻PID控製器。（此處可以僅(jin) 先設置積分器頻率在~10 Hz，因為(wei) 後續可以對響應進一步優(you) 化）
3. 選擇Tap為(wei) 鎖定模式
4. 選擇需要鎖定共振點
注意：確保反饋的方向正確。
「調整和優(you) 化鎖定」
一旦係統鎖定，我們(men) 可以根據需要優(you) 化鎖定。這通常意味著調整PID控製器的增益。
要執行此操作，請打開PID控製器菜單：
1. 稍微增加比例增益，直到係統開始振蕩。
2. 稍微降低比例增益，直到係統停止振蕩
3. 對積分器和微分器重複此操作（如有必要）
圖4：當激光器鎖定時，透射光的功率（通道A）將處於(yu) 其恒定的Z大值。誤差信號（通道B）也將保持為(wei) 零
除了激光鎖頻/穩頻，Moku:Lab還集成了示波器、頻譜分析儀(yi) 、波形發生器、相位表、數據記錄器、鎖相放大器、PID控製器、波特分析儀(yi) 、數字濾波器、任意波形發生器、FIR濾波器生成器十二個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 儀(yi) 器。
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