Digital frequency stabilization of a Nd:YAG solid state laser using a high-finesse interferometer as a reference

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2001
Major/Subject
Mittaustekniikka
Mcode
S-108
Degree programme
Language
en
Pages
vi + 52 s. + liitt. 12
Series
Abstract
Taajuusstabiilien lasereiden avulla on mahdollisuus saavuttaa suhteellinen erottelukyky, joka on yli 10[17] sillä edellytyksellä, että laserin aallonpituus voidaan stabiloida muutamien millihertsien suuruusluokkaan. Tämä ominaisuus tekee taajuusstabiloidusta laserista erittäin tehokkaan työkalun muun muassa mittaustekniikassa, kvanttioptiikassa sekä useilla muilla optiikan osa-alueilla. Tämän työn tarkoituksena oli rakentaa taajuusstabilointisysteemi kiinteän olomuodon Nd:YAG laseria varten käyttämällä optista taajuusreferenssiä, jolla on erittäin korkea hyvyysluku sekä digitaalielektroniikkaa takaisinkytkennässä. Digitaalinen elektroniikka valittiin perinteisen analogisen elektroniikan sijaan, koska viime aikoina on tullut saataville suhteellisen tehokkaita digitaalisia signaalinkäsittelylaitteita, jotka alkavat suorituskyvyltään olla vertailukelpoisia analogisten järjestelmien kanssa. Analogisten systeemien heikkoutena ovat nk. offset jännitteet sekä lämpenemisestä aiheutuva ryömintä. Digitaalitekniikka ei kärsi edellä mainituista ongelmista, lisäksi se tarjoaa ohjelmoitavuutensa ansiosta monipuolisia ominaisuuksia, joita voidaan hyödyntää automatisoitua laserstabilointisysteemiä rakennettaessa. Tämän työn koejärjestely koostuu mm. 500mW:n Nd:YAG laserista, jonka aallonpituus on 1064 nm, Motorolan DSP56311EVM signaalinkäsittelyprosessorista, joka suorittaa efektiivisesti yli 200 miljoonaa komentoa sekunnissa sekä 16-bittisistä AD- ja DA-muuntimista, jotka muodostavat rajapinnan digitaalisen ja fysikaalisen maailman välille. Toteutettu systeemi toimii odotetulla tavalla tarjoten seuraavanlaisia ominaisuuksia: lukituskohdan automaattisen haun, lukituksen säilyttämisen vapaavalintaisen ajan yli sekä lukituspisteen uudelleen haun siinä tapauksessa, että lukitus menetetään esim. akustisten häiriöiden takia.
Description
Supervisor
Tittonen, Ilkka
Thesis advisor
Lahti, Kristian
Keywords
stabilization, stabilointi, interferometer, interferometri, Nd:YAG, digitaalinen signaalinkäsittely, digital signal processing
Other note
Citation