Ich habe 2 Monate Zeit, um ein Projekt zur Charakterisierung eines Laserparameters durchzuführen. Wir verfügen über typische Optiklaborgeräte (DFB-Laser, Oszilloskope, Zufallszahlengenerator etc.). Mir wurde gesagt, ich solle einen Laserparameter auswählen, um ihn experimentell zu charakterisieren, aber nachdem ich stundenlang Forschungsberichte gelesen habe, scheinen sie alle viel länger zu brauchen, um sie zu verstehen und experimentell zu testen. Irgendwelche Ideen, welcher Parameter mit meinem kurzen Zeitfenster relativ einfach experimentell zu charakterisieren ist?
Eine der einfachsten Messungen, die Sie durchführen können, ist die Charakterisierung der räumlichen Mode, die aus dem Laser kommt. Dies kann mit einer einfachen Fotodiode und einem Abtastschlitz (optischer Zerhacker oder Rasierklinge, die auf einem beweglichen Tisch montiert sind) erfolgen. Eine kurze Anmerkung zur Durchführung einer solchen Messung habe ich hier geschrieben . Dies ist jedoch nicht die interessanteste Messung, wenn Sie sie auf nichts anwenden.
Hast du gebogene Spiegel? Hast du einen Phasenmodulator ? Wenn ja, warum versuchen Sie nicht, das Frequenzrauschen des Lasers zu messen oder seinen modalen Inhalt zu charakterisieren? Dazu müssen Sie mit den gekrümmten Spiegeln einen Fabry-Perot-Hohlraum herstellen . Achten Sie darauf, sie auf einem festen Abstandshalter mit robusten, dicken Spiegelhalterungen zu montieren, damit Sie nicht durch mechanische Vibrationen getötet werden.
Die Messung des Modalgehalts ist relativ einfach. Sweepen Sie einfach die Laserfrequenz mit einem Funktionsgenerator über die Übertragungsspitzen der Kavität hin und her. Die relative Höhe dieser Spitzen zur 00-Spitze am FSR sagt Ihnen etwas über den relativen Modalgehalt zwischen dem Laser und Ihrer Kavität. Für diese Messung benötigen Sie den Phasenmodulator nicht.
Die Messung des Frequenzrauschens ist etwas komplizierter. Es erfordert die Verwendung eines einfachen Servos (z. B. eines PID), um das Pound-Drever-Hall-Signal auf die Laserfrequenz zurückzukoppeln, und das Aufzeichnen des Rückkopplungssignals mit einer Art Spektrumanalysator oder ADC. Sie könnten es auch mit Tilt-Locking machen , wenn Sie keinen Phasenmodulator haben, aber das ist wahrscheinlich mehr als ein zweimonatiges Projekt.
Ich würde empfehlen, mit den eingangs beschriebenen Strahlgrößenmessungen zu beginnen, mit dem Ziel, es bis zur zweiten Messung zu schaffen. Es macht Spaß, mit einem optischen Hohlraum herumzuspielen. Stellen Sie eine Kamera an den Ausgang und Sie werden erstaunt sein über die Übereinstimmung zwischen der Mathematik, die Sie auf Papier schreiben, und den Formen, die Sie auf Ihrer Kamera sehen. Spaß haben!
Sie könnten versuchen, die zeitliche Kohärenz des Lasers zu messen. (Das kam mir in den Sinn, weil es eng mit der Doktorarbeit zusammenhängt, die ich gemacht hätte , wenn ich nicht mit einer ABD aufgehört hätte :-( ).
Grundsätzlich teilen Sie den Strahl zB mit einem 50-50-Teiler und kombinieren ihn auf die eine oder andere Weise neu, um ein Interferenzmuster zu erhalten. Verwenden Sie dann eine "optische Posaune" (die Bedeutung sollte klar sein :-) ), um die Weglänge eines Beins zu ändern, und beobachten Sie die Verschlechterung im Interferenz-Spitzental. Ich würde empfehlen, eine analytische Schätzung der Kohärenzlänge zu erstellen, damit Sie kein System mit Pfadlängenunterschieden aufbauen, die auf 1 % der erwarteten Kohärenzlänge begrenzt sind.
Ob dies kompliziert genug ist, um den Aufwand von 2 Monaten zu bewerten, ist nicht offensichtlich.
Temperaturempfindlichkeit, Strahldivergenz, spektrale Reinheit, Leistung, Strahlform, Strahlprofil.
Karl Witthöft
Karl Witthöft
Emilio Pisanty