激光鎖定控制器Preci-Lock
Preci-Lock鎖定控制器主要包括調制解調模塊、PID模塊以及高壓放大模塊,此外還包括一個采用RS422協議的通信接口以及一個±12V的供電接口,這樣的結構設計使Preci-Lock可以滿足大部分常見激光穩頻的需求。
參數 | 指標調制 |
調制功率調節范圍 | 0-1023(最大10dBm) |
調制輸出頻率 | 20MHz/3MHz/10kHz |
相位調節范圍 | 0-360° |
PD信號輸入范圍 | <1Vpp |
PD信號輸入耦合 | 交流耦合 |
PD信號輸入阻抗 | 50 Ω |
調制解調模塊可輸出調制信號對激光進行調制,并對探測的光譜信號進行解調從而產生誤差信號。調制頻率可根據客戶需求進行定制。
參數 | 指標 | |
Fast Output PID | 單路PIDP | |
Slow Output PID | PIDP+ PI串聯 | |
PIDP積分轉折頻率 | (3.4 kHz-34 kHz),(1 kHz-10 kHz),(330 Hz-3.3 kHz), (100 Hz-1 kHz),(33 Hz-330 Hz),(10 Hz-100 Hz), (3.3 Hz-33 Hz),(1 Hz-10 Hz) |
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PIDP微分轉折頻率 | 16 kHz,34 kHz,59 kHz,133 kHz, 284 kHz,483 kHz,724 kHz |
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PI積分轉折頻率 | 33 kHz,10 kHz,3.3 kHz, 1 kHz,330 Hz,100 Hz,33 Hz |
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Fast Output | 輸出帶寬 | 500 kHz |
輸出范圍 | -9 V-9 V | |
Bias調節范圍 | 0-9 V | |
Gain調節范圍 | 0.0005-25 | |
輸出反向功能 | 包含 | |
Slow Output | 輸出帶寬 | 500 kHz |
輸出范圍 | -9 V-9 V | |
Bias調節范圍 | 0-9 V | |
Gain調節范圍 | 0.0003-20 | |
輸出反向功能 | 包含 | |
掃描頻率 | 2 Hz | |
掃描波形 | 三角波 | |
最大掃描范圍 | 0-9 V | |
誤差信號偏置調節 | 范圍 | -2 V- 2 V |
精度 | 0.25 mV | |
誤差信號輸入 | 非飽和范圍 | -0.5 V-0.5 V |
輸入阻抗 | 510 Ω | |
鎖定參考輸入 | 輸入范圍 | -9 V-9 V |
輸入阻抗 | 1 MΩ |
PID模塊可根據誤差信號產生特定反饋信號從而控制激光器輸出頻率。Preci-Lock內部的PID模塊為串聯PID結構,包含兩級PI,并提供兩路輸出端口,模塊的參數高精度可調。
參數 | 指標 |
放大倍數 | 15 |
輸出范圍 | 0-110 V |
帶寬 | 高阻負載帶寬 50 kHz |
容性負載帶寬(小信號輸出 0.1 uF負載) 20 kHz | |
驅動能力(最大輸出電流) | 50 mA |
部分激光器或器件需要高電壓驅動PZT,Preci-Lock內置的高壓放大模塊擁有15倍的放大倍數,最高可輸出110V電壓信號
為了實現更精確的激光頻率控制,Preci-Lock放棄了傳統鎖定控制器上的物理旋鈕及按鍵,全部的參數更改及鎖定控制均由對應的PC端軟件實現。 Preci-Lock軟件界面包含多個部分,可實現通信控制、參考及誤差信號顯示、PID模塊參數調節及鎖定控制等多個功能。除了必須的物理連接外,激光的鎖定控制可完全通過Preci-Lock軟件實現,這樣的純數字化操作更方便用戶的使用與調節。 Preci-Lock軟件的另一特點是帶有自動回鎖功能,在合適的參數設置下,就可以實現激光頻率的一鍵自動回鎖。在自動回鎖模式下可以完成激光頻率自動鎖定,脫鎖判定及自動重鎖,該模式可實現激光頻率的長期穩定鎖定,特別適合需要長期連續測量的冷原子物理實驗。
作為全功能性鎖定控制模塊,Preci-Lock可滿足大部分鎖頻的需求。常見的鎖頻按照調制的不同可分為內調制和外調制鎖頻,這兩種鎖頻方式原理略有區別,使用Preci-Lock時的物理接線也有不同。
內調制的調制信號與反饋信號是通過加法器一起反饋給激光器,內調制常用于鎖頻點對應的譜線信號為波峰或波谷的情形。典型的內調制穩頻包括Lock-in飽和吸收譜或吸收譜穩頻。
外調制的調制信號與反饋信號分開,調制信號施加到外部獨立的調制器件上。外調制適合鎖頻點對應的譜線信號經零點的情形,如調制轉移譜或PDH技術穩頻。