この要約と Q+A は、次のタイトルのウェビナーを補完します。 デジタル PDH ロック: レーザー周波数安定化の最新アプローチ2024年10月17日にOpticaと共同開催したイベントです。ライブで参加できなかった方は、今すぐ登録して オンデマンド アクセスウェビナーの概要に加え、参加者から寄せられた質問の中からいくつかを選び、以下に詳細な回答を掲載します。
ウェビナーの概要
このウェビナーは3つのセグメントで構成されていました。最初のセグメントでは、レーザー安定化の動機と方法、およびその応用について議論しました。また、フリンジサイドロック、ディザロック、パウンド・ドレバー・ホール（PDH）レーザーロックなど、レーザーを光学基準共振器にロックするためのさまざまな技術と、それぞれの長所と短所についても紹介しました。2番目のセグメントでは、レーザーロックの物理学について深く掘り下げた教育的な解説を行いました。位相変調、I/Q信号、共振器ダイナミクスなどの信号処理トピックを探求し、PDH誤差信号生成プロセスを視覚化するための図解も用いました。最後のセグメントでは、FPGAベースのMokuのライブデモンストレーションを実施しました。 レーザーロックボックス オールインワンのレーザー安定化ツールとして。レーザーロックのセットアップをエミュレートしました。 マルチインストゥルメントモード 完全にオン Moku:Pro、モクと一緒に 波形発生器 周波数源として機能し、Moku デジタルフィルターボックス 参照空洞として使用しました。PDH 法を使用して擬似空洞へのロックを確立しました。
聴衆からの質問
従来の PDH セットアップでは、透過型 PD と反射型 PD のどちらでも使用できますか? PDH ロックにはどちらが適していますか?
キャビティ透過をPDHロックに利用することは技術的には可能ですが、この方法ではこの技術の多くの利点が失われてしまいます。PDH技術の主な利点の1つは、変調周波数をキャビティ線幅の何倍にも設定できることです。これにより、キャビティから大きく離れた2つのサイドバンドが生成され、ミラーによってほぼ完全に反射されます。これらのサイドバンドは元の信号と混合され、中心周波数を追跡する基準として機能します。透過モードでは、これらのサイドバンドはキャビティを通過しないため、搬送波周波数との混合には使用できません。透過モードでPDH技術を使用するには、変調周波数を下げてサイドバンドをキャビティ線幅内に収める必要があります。しかし、これによりレーザーロックの応答範囲と速度が著しく制限され、レーザー周波数が期待値から大きくずれると、この技術は失敗する可能性があります。ジッターの少ない比較的静かなレーザーであれば、透過PDHロックで十分です。ほとんどの市販レーザーでは、反射パワーによるロックの方が効果的な選択肢となるでしょう。
スクリプトまたはインターフェースを介して、複数の機器を同時に実行できますか? Moku:Pro と比較して、レーザー ロックに Moku:Go を使用する場合の制限は何ですか?
はい、Mokuはサポートしています マルチインストゥルメントモードユーザーはFPGAを分割して最大4つの（ Moku:Pro）または2つ（ Moku:Lab (NAIST) と Moku:Go）の楽器を並べて使用できます。マルチ楽器モードは、Mokuソフトウェアインターフェース（図1参照）または API 他のソフトウェア プラットフォーム (Python など) でも利用できます。さまざまな機器の設定は、マルチウィンドウ表示と並行して構成できます。
図 1: Moku:Pro では、レーザー ロック ボックスは機器スロットを 1 つ占有します。ただし、Moku ハードウェア モデル間には注意すべき重要な違いがいくつかあります。 レーザーロックボックス Moku:LabとMoku:Goでは使用できますが、マルチインストゥルメントモードでは使用できず、スタンドアロンインストゥルメントとして動作する必要があります。Moku:Proでは、レーザーロックボックスは30つのインストゥルメントスロットのいずれかに配置できます。Moku:Goは小型で入力帯域幅も低く（XNUMXMHz）、それでも多くのロック構成やPIDコントローラを介した制御ループの監視には十分です。詳細については、こちらをご覧ください。 ケーススタディ ブリストル大学の研究を特集しています。 製品仕様 Moku:Pro と Moku:Go では、ニーズに合ったデバイスを判別できます。
RIN 測定など、Moku でレーザーの品質を評価できますか?
RINは相対強度雑音測定の略で、平均出力に対する電力変動を周波数の関数としてプロットすることでレーザーの品質を評価する技術です。Moku スペクトラムアナライザ 図 2 と同様の構成で RIN を測定できます。まず、テスト対象のレーザーがビームを放射します。このビームは通常、検出器を圧倒しないように大幅に減衰されます。フォトレシーバーは、入力レーザー電力に比例した電圧を放射します。信号電力がスペクトル アナライザのノイズ フロアを超えていることを確認するために、フォトレシーバーの電流は最初に低ノイズ アンプに通されます。スペクトル アナライザは、周波数成分全体にわたるレーザー電力の分布を測定するパワー スペクトル密度 (PSD) 測定を実行します。収集後、信号を平均レーザー電力で正規化して、RIN データを取得できます。
図 2: Moku スペクトラム アナライザーを使用した相対強度ノイズ測定。
より良いロックを実現するための PID 制御のコツはありますか?
実験によって必要なPIDパラメータは大きく異なるため、PIDパラメータを最適化するための標準的なプロセスは存在しません。自動化を支援するために、Ziegler-Nichols法などのアルゴリズムプロセスがいくつか存在します。近年、ニューラルネットワークは、閉ループフィードバックの制御の可能性から注目を集めています。ここでは、一般的なヒントをいくつかご紹介します。ノイズが存在する周波数（通常は低周波数）ではゲインをできるだけ高く設定し、センシングノイズが支配的な周波数（通常は高周波数）ではゲインをできるだけ低く設定することが望ましい場合が多いです。ユニティゲインは中間周波数で設定され、この周波数ではシステムの安定性を慎重に考慮する必要があります。ウェビナーをご覧いただきありがとうございました。またお会いできることを楽しみにしています。より詳しいデモンストレーションについては、こちらをご覧ください。 ウェビナーライブラリ オンデマンド表示用。
さらに質問を？
ナレッジベースのFAQから回答を見つけてください
デバイスの機能や機器の機能について質問がある場合は、当社の広範な情報を確認してください。 ナレッジベース 探している答えを見つけるために。また、人気の記事をすぐに確認したり、製品やトピックごとに検索を絞り込んだりすることもできます。
ユーザーフォーラムに参加してください
新しい機能をリクエストしたいですか?共有できるサポートのヒントがありますか?使用例から新機能の発表など、 ユーザーフォーラム 製品のアップデートだけでなく、Liquid Instruments や当社のグローバル ユーザー コミュニティとのつながりも提供するワンストップ ショップです。