780nm單頻激光器
- 技術參數
- 尺寸圖
- 窄線寬<20 kHz （可低至2 kHz）
- 可選低強度噪聲 (RIN <-130 dBc/Hz @ 100 kHz)
- 大功率 (15 W)
- 優異的光束質量 (M2 <1.1)
- 功率穩定 (峰峰值<1% @25℃, <2% @15-35℃）
- 環境穩定(15-35℃，0.5 Grms(0-200 Hz))
- Rb原子
- 魔術光晶格
- 窄線寬<20 kHz （可低至2 kHz）
- 可選低強度噪聲 (RIN <-130 dBc/Hz @ 100 kHz)
- 大功率 (2 W)
- 優異的光束質量 (M2 <1.1)
- 功率穩定 (峰峰值<1% @25℃, <2% @15-35℃）
- 環境穩定(15-35℃，0.5 Grms(0-200 Hz))
- Rb原子
- 窄線寬<20 kHz （可低至2 kHz）
- 可選低強度噪聲 (RIN <-130 dBc/Hz @ 100 kHz)
- 大功率 (2 W)
- 優異的光束質量 (M2 <1.1)
- 可調諧
- 線偏振
- 功率穩定 (峰峰值<1% @25℃, <2% @15-35℃）
- 環境穩定(15-35℃，0.5 Grms(0-200 Hz))
- Rb原子
- 魔術光晶格
- 光鑷
- 窄線寬<20 kHz （可低至2 kHz）
- 可選低強度噪聲 (RIN <-130 dBc/Hz @ 100 kHz)
- 大功率 (2 W)
- 優異的光束質量 (M2 <1.1)
- 功率穩定 (峰峰值<1% @25℃, <2% @15-35℃）
- 環境穩定(15-35℃，0.5 Grms(0-200 Hz))
- Rb原子
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產品詳情
780 nm單頻激光器
連續、大功率、低漂移、窄線寬、可調諧、線偏振、環境穩定
780 nm單頻激光與Rb原子52S1/2-52P3/2能級躍遷共振，可用作Rb原子激光冷卻、Rb原子量子調控以及Rb原子探測等；因而在以Rb原子為媒介的原子鐘、原子磁力計、以及諸如原子重力儀/原子陀螺儀/原子重力梯度儀等原子干涉儀的應用中必不可少。同時在以Rb原子為媒介的量子模擬、原子分子光譜、冷原子BEC等科研應用中，也是不可或缺。
在這些應用中，大功率意味著更多的冷原子數目、更大的光與原子作用區域、更均勻的作用力；低漂移可以保證時間更長更穩定的Rb原子無多普勒穩頻；窄線寬可以降低原子探測的噪聲獲得跟高的信噪比；環境穩定的特性使得激光器對環境溫度和振動不敏感，在原子鐘、磁力計、以及以原子干涉儀為基礎的重力儀/陀螺儀/重力梯度儀等應用中有著重要的意義，是可搬運儀器所必需。
780 nm單頻激光器方案簡圖
頻準激光推出1560 nm種子+摻Er光纖放大器+單次通過周期性極化晶體倍頻獲得780 nm激光的方案。該方案不包含可手動調節的機械部件，因而對振動和溫度不敏感，具有良好的環境穩定性。同時由于使用了EFA作為放大器，因而還具備大功率的特性，780 nm激光最大功率達15W。
種子激光
在頻準激光推出的780 nm激光方案中，激光的頻率漂移、線寬、調諧特性等皆取決于1560 nm種子激光。頻準激光使用兩種類型種子激光。一種為光纖DFB激光器，第二種為外腔半導體激光器。
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I
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II
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類型
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光纖DFB
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外腔半導體
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線寬(100us積分)
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< 2 kHz
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< 10 kHz
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溫度調諧
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1 nm
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7 GHz
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快速調諧
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3 GHz
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500 MHz
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調諧帶寬
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>5 kHz
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>1 MHz
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調諧方法
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壓電陶瓷
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電流
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頻率漂移
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<50 MHz @25℃
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<100 MHz @25℃
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兩種1560 nm種子激光對比
頻準激光光纖DFB種子激光 頻準激光外腔半導體種子激光
這兩種種子激光器均可以提供窄線寬低漂移可調諧的1560 nm激光。其中光纖DFB激光器使用增益光纖DFB光柵作為諧振腔、增益介質及選模元件，可以實現全范圍內的無跳模調諧（1nm）和窄線寬（<10 kHz)。其使用壓電陶瓷作為快速調諧元件，可以實現5 kHz調諧帶寬和3 GHz范圍的快速調諧。而第二種外腔半導體結構的種子激光使用體光柵作為選模元件，并有一體化固定結構的諧振腔，因而通過溫度及電流調諧。其無跳模溫度調諧范圍為 7 GHz。由于可以使用電流調諧，因而其快速調諧帶寬可以達到1 MHz，相應的調諧范圍為500 MHz。兩種激光器均為全固態結構，無手動調節的機械組成，因而具有高抗振動特性和溫度穩定性，第二種結構的激光器抗振動特性甚至可以達到宇航級。由于優秀的環境穩定性，兩種種子激光器均具備低漂移的特性，常溫下頻率漂移低于200 MHz。
延時自外差法拍頻信號測量線寬5.2 kHz
8h種子激光中心頻率漂移<25 MHz
摻Er光纖放大器（EFA）
頻準激光研發的摻Er光纖放大器（EFA） 在放大的過程中可保證激光極低的頻率及強度噪聲增加。其中線寬展寬低于10 Hz，強度噪聲（RIN）低于-140 dBc/Hz @100 kHz。相對于直接采用780 nm 半導體功率放大的方案而言（最大3 W)，頻準激光研發的EFA方案，其具有的大功率特性無可替代。該EFA 最大可穩定長壽命輸出達15W。由于采用全光纖放大器的方案，EFA 同樣具備非常好的環境穩定特性。
低噪聲單頻1560nm光纖放大器實物圖
空間輸出780 nm單頻激光器 FL-SF-780
為了滿足以Rb原子為介質的原子物理科研及應用，頻準激光使用倍頻技術，獲得了最高達15 W的780 nm激光。由于具備可搬運，低漂移，抗振動等優良的環境適應性，FL-SF-780nm產品已用于用戶Rb原子干涉儀的外場實驗并完成了連續數月的飽和吸收光譜穩頻。
| 型號 | FL-SF-780-X( 單路輸出 ) | FL-SF-780-X-X( 雙路輸出 ) | |||||
| 中心波長 1 | 780.24 nm | ||||||
| 功率 | 15W | 7W | 2W | 0.2W | 3W 3W |
400 mW 400 mW |
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| 雙路頻率差 | ---- | 0-1.2 GHz 可調節 (單種子) | |||||
| 激光線寬 | < 20 kHz | < 4kHz(頻準光纖 DFB 種子) | |||||
| 無跳模調諧范圍2 | 0.4 nm | ||||||
| 快速調諧范圍 2 | 10 GHz | ||||||
| 快速調諧帶寬 2 | >10 kHz | ||||||
| 頻率穩定性 2 | < 100 MHz @25℃ | ||||||
| 工作環境 | 溫度：15-35℃ 振動：0.5 Grms(0~200Hz) |
||||||
| 相對強度 噪聲 RMS 積分(10Hz-10 MHz) |
<0.2% | 低噪聲選項 3 RMS 積分值：<0.05% (10Hz-10 MHz) |
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| 光束質量 | TEM00, M2<1.1 | ||||||
| 偏振 | 線偏振，> 100：1 | ||||||
| 冷卻方式 | 風冷 / 水冷 | ||||||
| 功耗 | <200 W | ||||||
1：可接受定制。FL-SF 接受765-795nm范圍定制
2：取決于種子激光，種子激光可外置
3：可選擇低噪聲種子取得低強度噪聲
光纖輸出780 nm單頻激光器 FL-SF-780
| 型號 | FL-SF-780-X( 單路輸出 ) | FL-SF-780-X-X( 雙路輸出 ) | ||||
| 中心波長 1 | 780.24 nm | |||||
| 功率 | 2W | 0.2W | 2W 2W |
400 mW 400 mW |
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| 雙路頻率差 | ---- | 0-1.2 GHz 可調節 (單種子) | ||||
| 激光線寬 2 | < 20 kHz | < 2 kHz (可選) | ||||
| 無跳模調諧范圍2 | 0.4 nm | |||||
| 快速調諧范圍 2 | 10 GHz | |||||
| 快速調諧帶寬 2 | >10 kHz | |||||
| 頻率穩定性 | < 100 MHz @25℃ | |||||
| 功率穩定性 | <0.3% RMS @25℃ @3hrs | |||||
| 工作環境 | 溫度：可選 0-50℃ 振動：可選 0.5 Grms(0~200Hz) |
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| 相 對 強 度 噪 聲 RMS 積 分(10Hz-10MHz) | <0.2% | 低噪聲選項 3 RMS 積分值：<0.05% (10Hz-10 MHz) |
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| 輸出光纖 | PM780 光纖，準直輸出或 FC/APC 輸出可選 | |||||
| 偏振 | 線偏振，> 100：1 | |||||
| 冷卻方式 | 風冷 / 水冷 | |||||
| 功耗 | <200 W | |||||
1：可接受定制。FL-SF 接受765-795nm范圍定制
2：取決于種子激光，種子激光可外置
3：可選擇低噪聲種子取得低強度噪聲
780 nm單頻激光器 FL-SF-780
雙路光纖輸出780 nm單頻激光器 FL-SF-780-2
頻準激光瞄準冷原子重力儀梯度儀對780nm激光器的需求，推出了功率高達1W/2W的雙路輸出的780nm單頻光纖激光器。兩路激光輸出頻差可以通過拍頻鎖頻、拍頻鎖相進行鎖定，并且可定制1560/780分光接口，這為重力儀、量子光學等高端應用提供了高性能光源。雙路的1560nm的種子激光、放大器、倍頻模塊集成于一個小型風冷機箱中，整機結構緊湊，性能穩定可靠，可以通過震動高低溫等環境測試。
■高低溫沖擊性能表現
■高低溫沖擊下的頻率穩定性
■高低溫存儲
0℃-50℃中心頻率漂移約為340Mhz，25℃單點中心頻率漂移2小時約為40MHz
-30℃-70℃的高低溫沖擊存儲實驗，高低溫沖擊后激光器出光正常
■高低溫沖擊下的功率穩定性
環境溫度0℃-50℃變化，每次變化10℃，功率會在變溫過程中有個階躍，但是每個溫度點下，功率保持穩定。
測試第一路輸出激光高低溫過程中每個溫度點下的穩定性，在0℃，50℃極限溫度下的2小時RMS功率穩定性都優于0.2%
第二路輸出激光的功率穩定性也優于0.2%（單溫度點，RMS）
■頻率調諧測試
種子預留掃頻接口，780nm激光掃頻范圍約為3.2GHz。
FL-SF-780-2尺寸圖
通過合理的頻率鎖定點選擇，適當的雙路頻差控制以及移頻，單臺頻準激光雙路輸出780nm激光器即可提供銣原子重力儀實驗所需的所有激光。該產品具有良好的環境適應性，是可搬運原子重力儀激光光源的優秀選擇
780nm激光頻率穩定模塊
為了滿足冷原子物理實驗對激光頻率的需求，頻準激光搭配780nm激光器推出了多種不同的頻率穩定方案。我們設計了集成式的穩頻光路，并采用多種不同的光纖器件，最終實現了全光纖連接的穩頻光學模塊。利用該模塊可以獲得穩定的Rb原子飽和吸收譜和調制轉移譜譜線信號，搭配頻準激光的激光鎖定控制模塊Preci-Lock，可以實現長期穩定的780nm激光頻率鎖定。
冷原子相關實驗中往往需要兩束激光保持特定的頻差。例如基于85Rb原子的原子干涉儀，其冷卻光與回泵光之間頻差接近3GHz，兩束拉曼光頻差3.03GHz；對87Rb原子這兩個頻差分別是接近6.6GHz和6.83GHz。為了實現多路激光的差頻輸出，頻準激光推出了拍頻鎖頻/拍頻鎖相模塊，利用專用的鎖定控制模塊Preci-Beat，可以實現兩束激光頻差在50MHz-8GHz范圍內的鎖定。
◆集成穩頻光路
頻準激光將空間穩頻光路進行集成并通過光纖跳線與其余器件相連，實現了全光纖連接的集成穩頻光路模塊。該光路模塊可用于獲得銣的D2線飽和吸收譜線或調制轉移譜線信號，為780nm激光穩頻提供所需的誤差信號。
◆鎖定控制模塊
為了滿足780nm激光在不同情況下的頻率穩定需求，頻準激光推出了全功能性鎖定控制器Preci-Lock。該模塊集成有調制解調模塊、PID模塊以及高壓放大模塊，集誤差信號產生，PID伺服，PZT驅動一體功能。同時，Preci-Lock由PC端軟件操控，不含物理按鍵及旋鈕，所采集的信號亦由PC端軟件顯示，無需額外示波器等信號采集顯示儀器。根據客戶需求，該控制器可使用內調制Lock-in方式利用原子飽和吸收或吸收光譜進行穩頻，也可使用外調制與調制解調的方式利用PDH技術或調制轉移譜技術進行穩頻。
對多路激光輸出的情況，頻準激光也提供Preci-Beat控制器用于不同激光之間的拍頻鎖頻和拍頻鎖相。Preci-Beat控制器集成有鑒頻鑒相模塊與PID模塊，同樣完全通過PC端軟件顯示和控制。
◆飽和吸收譜穩頻
飽和吸收譜穩頻模塊采用了Lock-in的形式，根據獲得的譜線來得到對應的誤差信號進行激光穩頻。以85Rb原子飽和吸收譜線為例，集成式穩頻光路模塊將飽和吸收譜信號提供給鎖定控制器，鎖定控制器則通過Lock-in生成相應的誤差信號，從而實現780nm激光的穩頻。
頻準激光搭建了兩套獨立的飽和吸收譜穩頻系統并分別對780nm激光器進行穩頻，取各自的1560nm種子激光進行拍頻測試來評估穩頻的穩定性。
穩頻精度：<±100kHz（12h）
頻率穩定性：<1×10-11（1000s）
◆調制轉移譜穩頻
調制轉移譜穩頻與飽和吸收譜穩頻不同，采用外部調制和調制解調的方法得到譜線信號，且譜線信號將直接作為誤差信號使用。同樣以85Rb原子調制轉移譜為例，集成式穩頻光路將待解調的調制轉移譜信號和飽和吸收信號提供給鎖定控制器，其中飽和吸收信號將作為鎖定參考；鎖定控制器通過解調獲得調制轉移譜信號作為誤差信號實現780nm激光的穩頻。由于原理不同，調制轉移譜穩頻與飽和吸收譜穩頻誤差的鎖定點有差別。
Preci-Lock軟件顯示的飽和吸收譜（參考信號）與調制轉移譜（誤差信號）
同樣通過兩套獨立的調制轉移譜穩頻模塊進行780nm激光穩頻，利用兩路1560nm種子分光進行拍頻測試以評估穩頻結果。相對于飽和吸收穩頻，調制轉移譜穩頻不受激光功率起伏影響，穩定性會更好。對穩頻要求更高的場合頻準激光推薦使用調制轉移譜穩頻。
穩頻精度：<±100kHz（24h）
頻率穩定性：<1×10-11（1000s）
◆拍頻鎖頻/拍頻鎖相模塊
拍頻鎖頻和拍頻鎖相模塊用于多路激光的差頻控制。以頻準激光為87Rb原子重力儀和原子重力梯度儀等應用推出的雙路780nm單頻光纖激光器頻率控制為例，可以采用移頻或邊帶調制轉移譜穩頻技術將第一路激光頻率以特定頻差鎖定在D2線基態F=2到上能級F=3共振峰上，為原子干涉儀實驗提供所需的冷卻光、淬滅光、第一拉曼光和探測光等；另一路激光則可以通過拍頻鎖相與第一路激光保持6.834GHz的頻差，為原子重力儀實驗提供回泵光、第二拉曼光等。
Preci-Beat控制軟件顯示的誤差信號及輸出信號
拍頻鎖頻/拍頻鎖相功能由激光鎖定控制器Preci-Beat實現。高速探測器將兩路激光拍頻后的差頻信號提供給Preci-Beat控制器，控制器內的鑒頻鑒相模塊根據差頻信號和本地信源提供的參考信號生成相應的誤差信號，并通過高速PID模塊實現激光的頻率穩定。
3.4GHz拍頻鎖相下的1560nm種子激光拍頻信號
在87Rb原子重力儀應用中，部分場合除了需要激光保持特定頻差，還需要頻差的跳變，例如原子干涉中為了補償多普勒效應拉曼光頻率需要啁啾或跳變。Preci-Beat模塊也為客戶提供頻率跳變功能，在不同差頻之間跳變，切換時間<10μs。
特點應用
技術特點：
應用領域：
尺寸圖
1560nm光纖DFB種子激光尺寸-I-
1560nm無跳模半導體種子激光尺寸-II-
