可时序控制的激光功率稳定系统

张枢; 金尚忠; 范夏雷; 李烨; 林百科; 林弋戈; 方占军

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.001

可时序控制的激光功率稳定系统

1.
中国计量大学光学与电子科技学院, 杭州 310038;
2.
中国计量科学研究院时间频率计量研究所, 北京 100013;
3.
清华大学精密仪器系, 北京 100084

作者简介: 张枢(1990-),男,硕士研究生,主要研究为与激光有关的计量以及测量.

通讯作者: 林弋戈, jinsz@cjlu.edu.cn ;

中图分类号: TN249

Laser power stabilization systems with time sequence control

1.
College of Optical and Electronic Technology, China Jiliang University, Hangzhou 310038, China;
2.
Research Division of Time and Frequency, National Institute of Metrology, Beijing 100013, China;
3.
Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Corresponding author: LIN Yige, jinsz@cjlu.edu.cn ;

CLC number: TN249

摘要: 在锶原子光晶格钟实验中,为了应对多变的实验环境和复杂的实验需求,使得某些光路中的激光不仅能够保证功率稳定,还可以进行时序性调控,采用了声光调制的方法,基于声光晶体的衍射效率随加载于其上的射频功率变化而变化这一原理,建立了一套反馈控制系统,实现了激光功率的主动稳定以及功率设定值的时序性可控。结果表明,在该系统中激光会根据时序控制信号稳定地工作在控制范围内的任意功率强度上,与无功率稳定的状态相比,激光功率的稳定度从10-2量级提高到了10-4量级。该系统的特点在于能够对功率进行稳定的时序控制。
- 激光技术 /
- 激光功率稳定 /
- 声光调制 /
- 时序控制 /
- 伺服反馈
Abstract: In order to cope with changeable environment and complex requirements of strontium optical lattice clock experiments, laser power should be stabilized and controlled in time sequence in some laser paths. Acousto-optic modulation was adopted to stabilize the laser power based on the principle that diffraction efficiency of acousto-optic crystal varies with the change of driving radio frequency power. A feedback control system was established to realize active stabilization of laser power and timing control of power. The result shows that laser power can be set at arbitrary levels within its setting range according to time sequence. When the control system is enabled, the relative laser power stability is improved from 10-2 to 10-4 compared with the disabled state. The advantage of the system is power stability with timing control.
- laser technique /
- laser power stabilization /
- acousto-optic modulate /
- timing sequence control /
- servo feedback

[1]	CARVAJAL J, CHEN G, OGMEN H. Fuzzy PID controller:design, performance evaluation, and stability analysis[J]. Information Sciences, 2000, 123(3/4):249-270.
[2]	DU J J, LI W F, LI G, et al. Intensity noise suppression of light field by optoelectronic feedback[J]. Optik International Journal for Light and Electron Optics, 2013, 124(18):3443-3445.
[3]	ZHOU Z, WANG F, YANG Z, et al. The study of optical power control for driving circuit using the 650 nanometer low power semiconductor laser[C]//2013 International Conference on Measurement, Information and Control (ICMIC).New York,USA:IEEE, 2013:222-224.
[4]	IVERSON E W, FENG M. Transistor laser power stabilization using direct collector current feedback control[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2012, 24(1):4-6.
[5]	SASAKI A, HAYASHI T. Amplitude and frequency stabilization of an internal-mirror He-Ne laser[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 1982, 21(10):1455-1456.
[6]	ARAKI T, NAKAJIMA Y, SUZUKI N. Frequency and intensity stabilization of a high output power, internal mirror He-Ne laser using interferometry[J]. Applied Optics, 1989, 28(8):1525-1528.
[7]	GAO Z H, LI J Z, MA D, et al. Laser power stability system by electro-optical modulator[J]. Laser Journal, 2000, 21(2):20-21(in Chinese).
[8]	JIN G, WEN X, YANG B D, et al. Laser intensity stabilization by using of opto-electronic feedback control based on an acousto-optical frequency-shifting system[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2):235-239(in Chinese).
[9]	SHOOP B L, PEZESHKI B, GOODMAN J W, et al. Laser-power stabilization using a quantum-well modulator[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 1992, 4(2):136-139.
[10]	KHLER R, GOEBEL R, PELLO R. Experimental procedures for the comparison of cryogenic radiometers at the highest accuracy[J]. Metrologia, 1996, 33(6):549-550.
[11]	YAO H J, LU Z, LI Z Q. Study on high precision laser beam power stabilizer[J]. Acta Metrologica Sincia, 2000, 21(3):161-166(in Chinese).
[12]	LI M, LI G C. Experimental investigation of acoustooptic effect[J]. Applied Optics, 2005, 26(6):23-27(in Chinese).
[13]	WANG Q. Laser cooling and trapping of strontium atoms[D]. Beijing:Division of Electrieity and Quantum Metrolog, 2010:45-49(in Chinese).
[14]	HAO A H, MAO Z L, GE H B. The study of acousto-optic technology in the field of laser technology[J]. Journal of Xi'an University of Post and Telecommunications, 2005, 10(3):111-114(in Chinese).
[15]	CHEN G. GB/T 13863-2011 Test methods for laser radiation power and its instability[S]. Beijing:General Adiminstration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China, 2011:1-10(in Chinese).

[1]	曹泉泉 , 王辉林 , 宋华峣 , 秦正健 , 张守宇 . 全光纤声光调制径向跳动差分测量技术研究. 激光技术, 2020, 44(1): 50-53. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.009
[2]	李晨 , 张海洋 , 赵长明 , 张立伟 , 杨苏辉 , 杨宏志 . 光纤环路移频反馈激光器及放大器增益的研究. 激光技术, 2018, 42(2): 172-175. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.006
[3]	贺顺忠 , 姚欣 , 蒋诚志 , 杜振辉 , 刘金凤 . 激光多普勒检波系统的研究. 激光技术, 2004, 28(2): 190-192.
[4]	牛增强 , 彭文达 , 牛憨笨 . 波形控制功率负反馈YAG激光焊接机的设计. 激光技术, 2008, 32(4): 406-409.
[5]	崔文超 , 郭瑞民 , 王德发 , 董贺伟 . 分布反馈激光器温度与电流控制研究. 激光技术, 2019, 43(4): 437-441. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.001
[6]	蔺玉珂 , 卢静 , 李建平 . 单环掺铒光纤激光器光延迟反馈的混沌控制. 激光技术, 2011, 35(3): 319-321,325. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.009
[7]	曹勇 , 何凯平 , 邵思杰 , 容晓龙 . 基于激光调制技术的射击训练模拟系统. 激光技术, 2012, 36(5): 693-695. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.030
[8]	null , . 电子调制的激光相干粗糙度测量技术研究. 激光技术, 2016, 40(3): 447-450. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.031
[9]	柳康 , 王辉林 , 孙士钦 . 电子调制的激光相干转轴振动测量技术的研究. 激光技术, 2018, 42(4): 466-469. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.007
[10]	马泳 , 冀航 , 梁琨 , 林宏 . 载波调制激光雷达技术在海洋探测中的应用. 激光技术, 2008, 32(4): 346-349.
[11]	蒋志伟 , 龚时华 , 王启行 . 双光束激光双路焊接的跟踪控制技术研究. 激光技术, 2013, 37(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.001
[12]	贾信庭 , 贺昌玉 , 王又青 . 激光切割系统功率实时控制研究. 激光技术, 2009, 33(2): 145-146,150.
[13]	史明坤 , 胡兵 , 应花山 , 邹非 , 纪明阔 . 激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究. 激光技术, 2016, 40(3): 426-431. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.027
[14]	胡增荣 , 童国权 , 陈长军 , 郭华锋 , 周亮 , 徐家乐 . 激光纳米表面工程技术. 激光技术, 2014, 38(6): 764-770. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.009
[15]	赵兴海 , 高杨 , 程永生 . 激光点火技术综述. 激光技术, 2007, 31(3): 306-310,313.
[16]	缪鑫 , 王琦 , 邓勇 , 张书练 . 基于温度闭环反馈的He-Ne激光器热稳频系统. 激光技术, 2022, 46(6): 755-759. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.007
[17]	杨旭东 , 李淑静 , 曹学敏 , 王海 . 光栅反馈频率可调谐扩展腔半导体激光器. 激光技术, 2008, 32(6): 645-647,666.
[18]	冯巍巍 , 刘增东 , 刘美娟 , 史丰荣 , 张骏 , 江荣熙 . 激光多普勒调制器的优化. 激光技术, 2006, 30(6): 564-566,569.
[19]	陈鹏飞 , 伍波 , 沈琪皓 , 何幸锴 . 高重频风冷声光调Q光纤激光器实验研究. 激光技术, 2015, 39(6): 780-784. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.010
[20]	陈根余 , 何江 , 钟沛新 , 程少祥 , 王彬 . 玻璃激光焊接气孔控制研究. 激光技术, 2021, 45(3): 286-291. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.03.003

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