• 单频激光或腔锁定

• 干涉仪稳定

• 傅里叶变换光谱

• 饱和吸收光谱

• 二向色性原子蒸气

  激光锁频(DAVLL)

• 光束指向稳定

• 激光重频锁定

• 激光功率稳定

• 外腔二极管激光器(ECDL)

• 光纤相位或路径长度稳定

• 连续波SHG腔增强锁定

• 基于AOM的强度稳定

• 运动控制

DSC1用于锁定干涉仪

在上图所示的干涉装置中，DSC1控制器采集由光电探测器测量的干涉信号，然后将反馈信号输入压电位移台，以此实时控制臂长。这样可将干涉仪锁定在单个条纹的峰值或侧边位置，也可用于直接观测干涉图案。

DSC1提供三种功能互补的工作模式：

伺服锁定模式  输出电压通过PID(比例、积分、微分)算法调制，以此保持设定的输入电压。PID参数均可针对特定系统进行调整。比如，为了稳定系统输出强度，可将光电二极管测量的强度信号输入DSC1控制器，然后使用DSC1的输出信号控制强度调制器，比如声光调制器(AOM)或铌酸锂振幅调制器。如果改变伺服控制器的设定点，系统就会调整并保持在新的设定点。

在伺服锁定模式下，DSC1控制器还可通过条纹侧边(side-of-fringe)锁定方法进行激光稳频，也就是使设置点保持在FP腔共振峰或气体吸收峰中间的某个位置。这也是LLD1530激光器采用的锁频方法。

峰值锁定模式  也叫做极值搜索控制或锁相解调伺服，使用抖动-锁定方法将系统锁定在输入电压的局部最大值或最小值。它选定一个抖动频率调制系统，然后通过信号的数字解调创建一个可最小化的误差函数。这种模式可严格控制系统的性能。比如，它可将激光频率锁定在低压气体分子的吸收线上，也可锁定在FP腔的最大透射模式上，而且不受激光功率漂移或波动的影响。

斜坡模式  可在确定的输出电压范围内进行线性扫描，并展示输入信号随电压变化的趋势。这种模式可用于分辨干涉图案等特征，也可直接查看系统在施加电压范围内的响应。比如，如果使用DSC1扫描通过气体吸收池的激光频率，我们就能测量气体的透射光谱。

DSC1的激光锁频应用

1. 将频率锁定在分子吸收线上

一种激光稳频方法是将频率锁定在原子或分子的吸收线上。如下图所示，ULN15TK窄线宽激光一路通过乙炔气池后输入平衡探测器，一路直接输入平衡探测器，通过相减得到抑制共模噪声的透射信号。DSC1接收平衡探测器的信号，然后将锁频信号传输至激光调制的输入端，以此调节激光频率并使其保持固定。

DSC1可通过峰值锁定模式将激光频率锁定在吸收线的峰值，也可通过伺服锁定模式锁定在吸收线两侧的任意高度。

除了ULN15TK超低噪声激光器，Thorlabs今年还发布了两款开箱即用的低噪声单频激光器：DFB13TK和DFB15TK，均可确保极低的相对强度噪声和指定的窄线宽。另外，新的蝶形封装单频DFB激光器提供从1642 nm到1654 nm之间的中心波长，非常适合甲烷的探测和分析。

2. 将频率锁定在FP腔上

FP腔可通过数字伺服控制器稳定激光频率并减小线宽。在下图所示的PDH稳频系统中，单频激光依次输入PDH系统和FP腔。PDH收集来自FP腔的反射光并产生一个误差信号。PDH误差信号有一个经过零点的极陡斜率，而此处的光频率对应于腔透射条纹的峰值，可用于实现明确可靠的锁频。

DSC1以伺服锁定模式工作，在接收PDH误差信号后产生调制信号，并将其传输到激光二极管驱动器的调制输入端，从而将光频率锁定在激光腔的透射峰值。

基于FP腔的锁频示意图

一个详细的PDH超稳激光系统

3. 使用FP腔传递激光稳定性

下图展示了如何利用FP腔将一个激光器的稳定性传递到另一个激光器上。首先，锁频激光(Atomically Referenced Laser)依次通过PDH系统和可调谐FP腔，而PDH系统将提供一个误差信号。然后，第一个DSC1伺服控制器在接收误差信号后产生调制信号，并通过压电驱动器控制FP腔长。这样可将FP腔的一个共振(条纹)锁定在参考激光频率上，使得FP腔的所有共振都稳定在参考激光器使用的气体吸收线上。

为了将参考激光的稳定性传递至第二个激光器(两个激光器的波长可能相差很大)，可将第二个激光通过稳定的FP腔，并使用光电二极管测量腔的透射功率，然后将二极管信号传输至第二个DSC1控制器，进而调节第二个激光器的频率，使其对FP腔的透过率达到最大。在此示例中，第二个激光器的频率可使用条纹侧边或峰值锁定在稳定腔上。这样就完成了激光稳定性的传递。

来源：Thorlabs索雷博

注：文章版权归原作者所有，本文内容、图片、视频来自网络，仅供交流学习之用，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。