超低噪声单频激光器(1064nm,532nm,759nm,813nm)
低噪声单频激光器在原子分子物理科学,测量,通信,生物等领域中有很多重要的应用场景。譬如在使用单频线偏振激光搭建光晶格束缚冷原子时,不仅需要大功率的激光;还需要超低的强度噪声以减小晶格阱深的波动与原子的共振,以及超低的频率噪声减小晶格的空间振动,二者对于晶格中的原子寿命至关重要。在原子干涉仪,原子钟等应用中,大功率的激光意味着更多的原子数目和更均匀的作用区域,更低的光与原子作用力的波动,同时低噪声的探测激光对于获得高信噪比的信号不可或缺。而在相干探测应用中,无论是信号耦合在相位上还是强度上,都需要低的强度以及频率噪声以防止噪声将信号淹没,更低的噪声意味着更高的探测灵敏度以及更远的探测距离。除此以外,在远距离相干光通信和生物光镊等应用中,极低噪声的激光器也是重要的工具。
图一,超低噪声单频激光器方案简图
*仅在进行倍频输出的激光器中才需要。
频准激光推出如图一所示低频率噪声/强度噪声单频种子+低噪声光纤放大器解决方案,实现了大功率的1064 nm以及15xx nm超低噪声窄线宽激光输出。同时它还具备线偏振,可调谐的特点。在光纤放大的过程中,放大器无额外的频率噪声恶化(图二)。将种子激光与放大器输出激光进行拍频可获得放大器的线宽增宽,测量结果小于1 Hz。 同时还保证了较低的相对强度噪声(RIN) (RIN<-130 dBc/Hz (频率>1 kHz),并在100 kHz频率处RIN达到-140 dBc/Hz;而10 Hz-10 MHz范围内RIN的RMS积分值<0.05%)。根据客户需要,低噪声种子激光可接受外置;波长可覆盖1020 nm-1080nm以及1530-1570 nm。进一步利用单次通过周期性极化非线性晶体倍频技术,激光波长可覆盖515 nm-540 nm以及765-785 nm。在倍频的过程中,激光的线宽翻倍,同时强度噪声(RIN)增加6 dB,因而继承了基频光的低噪声特性。
图二,低噪声光纤放大器与种子激光相对线宽增宽及其测量方法
频准激光推出的功率高达100 W的FL-SF-1064 nm激光产品已助力客户实现单格点单原子分布的Mott绝缘体态,应用在原子的原位成像实验中。
典型90 W FL-SF-1064 相对强度噪声功率密度频谱(RIN)*
型号 | FL-SF-1064-130 | FL-SF-1064-100 | FL-SF-1064-50 |
中心波长1,nm | 1064 | 1064 | 1064 |
激光线宽,kHz | < 10 | < 10 | < 10 |
调谐范围,GHz | 10 | 10 | 10 |
功率,W | >130 | >100 | >50 |
相对强度噪声 | RIN: -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
RIN: -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
RIN :-140 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.03% (10Hz-10 MHz) |
光束质量 | TEM00,M2<1.15 | TEM00,M2<1.15 | TEM00,M2<1.15 |
偏振 | 线偏振,> 300:1 | 线偏振,> 300:1 | 线偏振,> 300:1 |
P-P,RMS功率稳定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷却方式 | 水冷 | 水冷 | 风冷/水冷 |
输出方式 | 空间(300*240 mm2) | 空间(300*240 mm2) | 光纤 |
1: 中心波长可定制。接受1020-1080 nm范围定制。
利用周期性极化晶体单通倍频技术,频准激光进一步将大功率低噪声的1064 nm激光转化至532 nm (FL-SF-532nm),同时获得高达10 W的功率,已应用到客户超晶格实验以及光镊实验中。
典型10 W FL-SF-532 nm相对强度噪声功率密度频谱(RIN)
型号 | FL-SF-532-10(Single Pass SHG) | FL-SF-532-30(Resonant Cavity SHG) |
中心波长1,nm | 532 | 532 |
激光线宽,kHz | < 20 | < 20 |
调谐范围,GHz | 20 | 20 |
功率,W | 10 | 30 |
相对强度噪声 | RIN: -130 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.05%(10Hz-10 MHz) |
RIN: -130 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束质量 | TEM00,M2<1.2 | TEM00,M2<1.1 |
偏振度 | 线偏振,> 100:1 | 线偏振,> 100:1 |
RMS功率稳定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷却方式 | 风冷/水冷 | 风冷/水冷 |
1:中心波长可定制。接受510-540 nm范围定制。
FL-SF-759-XX-CW FL-SF-813-XX-CW
频准激光推出的功率高达2W FL-SF-759-2-CW和4 W的 FL-SF-813-4-CW激光产品已助力客户实现镱/锶原子光钟的魔术波长光晶格。
型号 | FL-SF-759-XX-CW FL-SF-813-XX-CW |
|
中心波长1,nm | 759 | 813 |
激光线宽,kHz | < 50 | < 20 |
隔离器后功率,W | >2 | >10 |
调谐带宽,MHz | >1MHz | |
调谐范围,GHz | >80GHz | |
相对强度噪声 | RMS积分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) | |
光束质量 | TEM00,M2<1.1 | |
偏振 | 线偏振,> 300:1 | |
RMS功率稳定性 | <0.2%@8h | |
冷却方式 | 水冷/风冷 |
1: 中心波长可从614-1000nm范围内可定制
频准激光推出了长寿命,无功率衰减,低噪声的15xx nm波段产品,其功率最高达15 W,线宽低至100 Hz。可满足远距离干涉计量,相干通信,以及倍频后用于原子物理应用。
型号 | FL-SF-1550-15 |
中心波长1,nm | 1550 |
激光线宽,KHz (250us) | < 10 |
调谐范围,GHz | >10 |
功率,W | >15 |
相对强度噪声, | RIN:< -140 dBc/Hz (100 kHz) RMS积分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束质量 | TEM00,M2<1.2 |
偏振度 | 线偏振,> 100:1 |
RMS功率稳定性 | <0.5 %@2hrs |
冷却方式 | 风冷/水冷 |
1:中心波长可定制。接受1530-1580 nm范围定制。
为了满足Rb原子干涉仪等应用,频准激光使用倍频技术,获得了最高达10 W的780 nm的Rb原子冷却/探测激光或者其它用于类似魔术波长光晶格等应用的激光。由于具备可搬运,低漂移,抗振动等优良的环境适应性,FL-SF-780nm产品已用于用户Rb原子干涉仪的外场实验并完成了连续数月的饱和吸收光谱稳频。
型号 | FL-SF-780-5 | FL-SF-780-2.5 |
中心波长1,nm | 780 | 780 |
激光线宽, kHz | < 20 | <20 |
调谐范围,GHz | 20 | 20 |
功率,W | >7 | >2.5 |
相对强度噪声 | RMS积分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) | RMS积分值:<0.05% (10Hz-10 MHz) |
光束质量 | TEM00,M2<1.1 | TEM00,M2<1.1 |
偏振度 | 线偏振,> 100:1 | 线偏振,> 100:1 |
RMS功率稳定性 | <0.5 %@3hrs | <0.5 %@3hrs |
冷却方式 | 风冷/水冷 | 风冷/水冷 |
1:中心波长可定制。接受765-790 nm范围定制。