超低噪聲單頻激光器(1064nm,532nm,759nm,813nm)
低噪聲單頻激光器在原子分子物理科學,測量,通信,生物等領域中有很多重要的應用場景。譬如在使用單頻線偏振激光搭建光晶格束縛冷原子時,不僅需要大功率的激光;還需要超低的強度噪聲以減小晶格阱深的波動與原子的共振,以及超低的頻率噪聲減小晶格的空間振動,二者對于晶格中的原子壽命至關重要。在原子干涉儀,原子鐘等應用中,大功率的激光意味著更多的原子數目和更均勻的作用區域,更低的光與原子作用力的波動,同時低噪聲的探測激光對于獲得高信噪比的信號不可或缺。而在相干探測應用中,無論是信號耦合在相位上還是強度上,都需要低的強度以及頻率噪聲以防止噪聲將信號淹沒,更低的噪聲意味著更高的探測靈敏度以及更遠的探測距離。除此以外,在遠距離相干光通信和生物光鑷等應用中,極低噪聲的激光器也是重要的工具。
圖一,超低噪聲單頻激光器方案簡圖
*僅在進行倍頻輸出的激光器中才需要。
頻準激光推出如圖一所示低頻率噪聲/強度噪聲單頻種子+低噪聲光纖放大器解決方案,實現了大功率的1064 nm以及15xx nm超低噪聲窄線寬激光輸出。同時它還具備線偏振,可調諧的特點。在光纖放大的過程中,放大器無額外的頻率噪聲惡化(圖二)。將種子激光與放大器輸出激光進行拍頻可獲得放大器的線寬增寬,測量結果小于1 Hz。 同時還保證了較低的相對強度噪聲(RIN) (RIN<-130 dBc/Hz (頻率>1 kHz),并在100 kHz頻率處RIN達到-140 dBc/Hz;而10 Hz-10 MHz范圍內RIN的RMS積分值<0.05%)。根據客戶需要,低噪聲種子激光可接受外置;波長可覆蓋1020 nm-1080nm以及1530-1570 nm。進一步利用單次通過周期性極化非線性晶體倍頻技術,激光波長可覆蓋515 nm-540 nm以及765-785 nm。在倍頻的過程中,激光的線寬翻倍,同時強度噪聲(RIN)增加6 dB,因而繼承了基頻光的低噪聲特性。
圖二,低噪聲光纖放大器與種子激光相對線寬增寬及其測量方法
頻準激光推出的功率高達100 W的FL-SF-1064 nm激光產品已助力客戶實現單格點單原子分布的Mott絕緣體態,應用在原子的原位成像實驗中。
典型90 W FL-SF-1064 相對強度噪聲功率密度頻譜(RIN)*
型號 | FL-SF-1064-130 | FL-SF-1064-100 | FL-SF-1064-50 |
中心波長1,nm | 1064 | 1064 | 1064 |
激光線寬,kHz | < 10 | < 10 | < 10 |
調諧范圍,GHz | 10 | 10 | 10 |
功率,W | >130 | >100 | >50 |
相對強度噪聲 | RIN: -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
RIN: -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
RIN :-140 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
光束質量 | TEM00,M2<1.15 | TEM00,M2<1.15 | TEM00,M2<1.15 |
偏振 | 線偏振,> 300:1 | 線偏振,> 300:1 | 線偏振,> 300:1 |
P-P,RMS功率穩定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷卻方式 | 水冷 | 水冷 | 風冷/水冷 |
輸出方式 | 空間(300*240 mm2) | 空間(300*240 mm2) | 光纖 |
1: 中心波長可定制。接受1020-1080 nm范圍定制。
利用周期性極化晶體單通倍頻技術,頻準激光進一步將大功率低噪聲的1064 nm激光轉化至532 nm (FL-SF-532nm),同時獲得高達10 W的功率,已應用到客戶超晶格實驗以及光鑷實驗中。
典型10 W FL-SF-532 nm相對強度噪聲功率密度頻譜(RIN)
型號 | FL-SF-532-10(Single Pass SHG) | FL-SF-532-30(Resonant Cavity SHG) |
中心波長1,nm | 532 | 532 |
激光線寬,kHz | < 20 | < 20 |
調諧范圍,GHz | 20 | 20 |
功率,W | 10 | 30 |
相對強度噪聲 | RIN: -130 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.05%(10Hz-10 MHz) |
RIN: -130 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束質量 | TEM00,M2<1.2 | TEM00,M2<1.1 |
偏振度 | 線偏振,> 100:1 | 線偏振,> 100:1 |
RMS功率穩定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷卻方式 | 風冷/水冷 | 風冷/水冷 |
1:中心波長可定制。接受510-540 nm范圍定制。
FL-SF-759-XX-CW FL-SF-813-XX-CW
頻準激光推出的功率高達2W FL-SF-759-2-CW和4 W的 FL-SF-813-4-CW激光產品已助力客戶實現鐿/鍶原子光鐘的魔術波長光晶格。
型號 | FL-SF-759-XX-CW FL-SF-813-XX-CW |
|
中心波長1,nm | 759 | 813 |
激光線寬,kHz | < 50 | < 20 |
隔離器后功率,W | >2 | >10 |
調諧帶寬,MHz | >1MHz | |
調諧范圍,GHz | >80GHz | |
相對強度噪聲 | RMS積分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) | |
光束質量 | TEM00,M2<1.1 | |
偏振 | 線偏振,> 300:1 | |
RMS功率穩定性 | <0.2%@8h | |
冷卻方式 | 水冷/風冷 |
1: 中心波長可從614-1000nm范圍內可定制
頻準激光推出了長壽命,無功率衰減,低噪聲的15xx nm波段產品,其功率最高達15 W,線寬低至100 Hz??蓾M足遠距離干涉計量,相干通信,以及倍頻后用于原子物理應用。
型號 | FL-SF-1550-15 |
中心波長1,nm | 1550 |
激光線寬,KHz (250us) | < 10 |
調諧范圍,GHz | >10 |
功率,W | >15 |
相對強度噪聲, | RIN:< -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS積分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束質量 | TEM00,M2<1.2 |
偏振度 | 線偏振,> 100:1 |
RMS功率穩定性 | <0.5 %@2hrs |
冷卻方式 | 風冷/水冷 |
1:中心波長可定制。接受1530-1580 nm范圍定制。
為了滿足Rb原子干涉儀等應用,頻準激光使用倍頻技術,獲得了最高達10 W的780 nm的Rb原子冷卻/探測激光或者其它用于類似魔術波長光晶格等應用的激光。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-780-5 | FL-SF-780-2.5 |
中心波長1,nm | 780 | 780 |
激光線寬, kHz | < 20 | <20 |
調諧范圍,GHz | 20 | 20 |
功率,W | >7 | >2.5 |
相對強度噪聲 | RMS積分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) | RMS積分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束質量 | TEM00,M2<1.1 | TEM00,M2<1.1 |
偏振度 | 線偏振,> 100:1 | 線偏振,> 100:1 |
RMS功率穩定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷卻方式 | 風冷/水冷 | 風冷/水冷 |
1:中心波長可定制。接受765-790 nm范圍定制。