可调谐半导体激光器

可调谐半导体激光器

激光锁定电子模块

激光锁定电子模块多功能激光锁定智能解决方案TOPTICA提供稳定窄线宽可调谐二极管激光器。 但是,许多要求极高的应用场景下仍有更严格的要求。 为了减少剩余频率波动或抵消长期频率漂?
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激光锁定电子模块

多功能激光锁定智能解决方案



TOPTICA提供稳定窄线宽可调谐二极管激光器。 但是,许多要求极高的应用场景下仍有更严格的要求。 为了减少剩余频率波动或抵消长期频率漂移,需要使用主动频率稳定或对激光进行“锁定”。


Falc pro DigiLock 110 FALC 110 & mFALC 110  PDH/DLC pro DLC pro Locka  Wavelength Meter
产品概述 / 控制类别 Digitally controlled fast analog PID 多功能数字锁定解决方案,包含PID控制器 快速模拟双通道PID控制器 Pound-Drever-Hall (PDH) 信号生成,需额外配置 PID 控制器 全数字反馈解决方案,包含PID控制器 波长计, PID 控制器可选
主要应用 适合所有相关应用 压缩线宽 PDH锁定,FM或调制转换光谱学 光谱锁定 长期稳定波长
侧边锁定   不适用
顶端锁定 With PDH  PDH 或 PDD 不适用
最大带宽 50 MHz (-3 dB) ≈ 10 MHz ≈ 45 MHz 50 MHz (analog) 1.5 MHz (digital) ≈ 30 kHz < 100 Hz
调制频率   17 Hz .. 25 MHz   5 MHz or 25 MHz 11 Hz .. 160 kHz 不适用
精度   取决于参考信号(可以达到很高精度)  2 MHz
信号分析   FFT, ...     FFT, ...  
重锁模机制 With DLC pro Lock      
电脑控制界面    ✔
高电压输出          ✔  
高带宽输出  ✔  ✔    
双反馈通道  ✔  ✔ 最多可用8个通道
机架兼容性 b 需要DLC pro c    
产品特点 极佳的性能    高端 & 极佳选择 包含在 DLC pro 系统中 单机可使用


FALC pro

Digitally controlled fast laser locking module

No compromise: Fast and Convenient

  • PI³D²调节器
  • 10 ns延迟
  • 远程锁定

FALC pro是TOPTICA的新一代的锁定模块。其高速调节器甚至可以满足苛刻的应用,包括激光驱动在光学时钟(时钟转换)或量子计算机(光学q位)中使用的超窄跃迁。该调节器与方便的用户界面结合在一起,可以轻松优化反馈参数。模拟调节器的数字控制接口还可以实现完全远程操作。

这种锁定模块的典型应用包括使用外部参考腔缩小激光器的线宽,例如在pound - drevero - hall锁(与PDH/DLC pro结合使用)中,将任何DLC pro控制的TDLS激光器锁在频率梳上,或将一个TDLS激光器锁在另一个TDLS激光器上。

FALC pro和DLC pro Lock的结合增加了更多的便利性,因为点击&锁定以及重新锁定机制都很容易设置。

FALC pro不仅保证了良好的性能,而且在设置反馈以达到很窄的线宽、极低的相位噪声、很长的相干时间……或者只是一个非常好的高速锁方面也很有趣。

PDH/DLC pro

Pound Drever Hall 模块

  • 模块产生色散误差信号
  • 用于高带宽条纹顶部激光锁定
  • 误差信号由频率调制产生
  • 调制频率在 5 或 25 MHz 间可切换
  • 提供双通道

PDH是一款内置于 DLC pro 的Pound-Drever-Hall检测器,用于将半导体激光锁定至参考介质(例如光学共振腔)的最大吸收或投射模式。PDH内置高频调制源,以调制半导体激光频率。系统可敏感地探测到来自参考介质的信号以及相位偏移,并据此生成高带宽色散误差信号,该信号可用于PID控制器锁定激光。

DLC pro Lock

DLC pro 配套软件证书

  • 配套 DLC pro 控制系统的软件证书,以实现更多功能
  • 配有独立PID调节器的双反馈通道
  • 内置顶端锁模 (Top-of-fringe lock)调制以及侧边锁模( side-of-fringe lock)解调功能
  • 自动优化PID参数:autoPID

DLC pro Lock是配套 DLC pro控制系统的软件证书。该证书能协助系统实现多种功能。这些功能主要可以帮助控制激光的频率, 例如可通过有参考腔的饱和吸收光谱仪构造来实现频率稳定。典型的稳频操作主要涉及激光频率的调制,错误信号产生时候的解调(Lock-in)以及错误信号生成时的PID调节器。这些功能能由DLC pro控制模组单独实现,无需额外电子模组。

该软件证书支持侧边锁模。例如,若错误信号由外界产生(例如,由PDH 模块产生的Pound-Drever-Hall信号),调制及反馈信号可由DLC pro内压电控制器电流提供,或由外部控制模组如声光或电光调制模组(AOM, EOM),通过DLC pro的模拟信号输出端口进行调控。

锁频功能可以通过DLC pro直接开启,或者链接电脑,轻松点击即可开启。该操作会将激光频率定格在选择的光谱特征频率并激活反馈。

软件还提供ReLock功能,该功能可在锁模失效的情况下自动实现激光的重新锁模,如监控信号从特定锁定窗口中消失等情况。如果将DLC pro Lock与FALC pro结合使用,则可以使用此高性能锁定模块自动重新锁定到频率锁。Setting up the lock is greatly simplified by the Locking Wizard of the PC GUI of the DLC pro. It even sets optimal PID parameters based on an automatic analysis (autoPID).

典型应用如利用无多普勒增宽光谱仪锁频,即用 MOT 操控激光。

DigiLock 110:数字锁定

数字激光锁定模块

  • 基于FPGA的激光锁定:快速灵活
  • 全数字且由计算机控制
  • 快速响应,高带宽
  • 多个PID,锁定,Pound-Drever-Hall,FFT,网络分析
  • 单击&锁定,自动和重新锁定,响应,模拟

TOPTICA的 DigiLock 110是用于激光控制,稳定,表征和分析的多功能解决方案。 它的数字特性使其易于使用,灵活且智能。 基于FPGA的硬件具有较高的带宽和灵活性,其智能的软件概述了该软件的概述,但如果需要,它可以涉及每个微小的细节。

FALC 110 & mFALC 110

Fast laser locking module

  • For linewidth reduction and phase locking (mFALC)
  • PID regulator with less than 15 ns signal delay
  • 90° phase delay at 45 MHz
  • Addresses laser current (fast) and slow element (drift)
  • Sub-Hz laser linewidths demonstrated

The Fast Analog Linewidth Control (FALC 110) is a module for advanced laser frequency stabilization tasks, such as linewidth reduction and high-bandwidth frequency locking. Due to an optimized circuit layout, the -3 dB bandwidth of the fastest signal path reaches 100 MHz.

The Mixing FALC (mFALC) additionally comprises an analog mixer for phase detection, and is designed for fast phase locking of two lasers to an external RF reference.