實驗名稱：光纖(xian)環形(xing)諧(xie)振(zhen)腔(qiang)的PDH鎖定(ding)系(xi)統研究

　　測試設備：高壓放大器、信號發生(sheng)器(qi)、示波器(qi)、電光(guang)相位調(diao)制(zhi)(zhi)器(qi)、模擬(ni)PID控制(zhi)(zhi)器(qi)、壓電陶瓷等。

　　實驗過程：

　　圖1：(a)光纖環形(xing)諧(xie)振腔(qiang)的實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)圖。(b)光纖拉伸支(zhi)架(jia)：PZT：壓電(dian)陶(tao)瓷。壓電(dian)陶(tao)瓷置(zhi)于狹(xia)縫中(zhong)點，利(li)用紫外膠將(jiang)光纖固定(ding)在U型支(zhi)架(jia)兩臂(bei)末端

　　基(ji)于以(yi)上穩(wen)定的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)，我們(men)結(jie)合PDH反(fan)(fan)(fan)饋(kui)鎖(suo)定技術對(dui)(dui)其(qi)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)實(shi)(shi)現了鎖(suo)定。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)的(de)(de)共(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)通過控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)長度來控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。腔(qiang)(qiang)長控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)裝置已在圖1(b)中介紹。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)鎖(suo)定裝置的(de)(de)示(shi)意圖如圖2所(suo)示(shi)。電光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)調(diao)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)在自由空間對(dui)(dui)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進(jin)行(xing)相(xiang)位調(diao)制(zhi)(zhi)(zhi)后(hou)耦合進(jin)入(ru)(ru)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)輸(shu)出激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)由光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)分(fen)束(shu)器(qi)(qi)(qi)分(fen)束(shu)后(hou)分(fen)別輸(shu)出至交流(liu)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)1和(he)直(zhi)流(liu)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)2用于產(chan)生PDH穩(wen)頻(pin)系統(tong)所(suo)需(xu)的(de)(de)誤差(cha)信(xin)(xin)號(hao)(hao)和(he)監測(ce)其(qi)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)譜(pu)。信(xin)(xin)號(hao)(hao)發生器(qi)(qi)(qi)產(chan)生EOM調(diao)制(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)，利用功分(fen)器(qi)(qi)(qi)將(jiang)其(qi)分(fen)為兩(liang)路分(fen)別輸(shu)入(ru)(ru)至EOM和(he)相(xiang)位延遲器(qi)(qi)(qi)對(dui)(dui)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進(jin)行(xing)相(xiang)位調(diao)制(zhi)(zhi)(zhi)和(he)延遲解調(diao)信(xin)(xin)號(hao)(hao)所(suo)需(xu)的(de)(de)相(xiang)位。經延遲相(xiang)位后(hou)的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)與交流(liu)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)1測(ce)到的(de)(de)腔(qiang)(qiang)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)接(jie)入(ru)(ru)混(hun)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)進(jin)行(xing)混(hun)頻(pin)以(yi)及先后(hou)經過低通濾波(bo)(bo)、PID控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)和(he)高壓放大器(qi)(qi)(qi)后(hou)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)到如圖1(b)所(suo)示(shi)的(de)(de)用于腔(qiang)(qiang)長控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)壓電陶瓷上，對(dui)(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)環(huan)形(xing)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)(qiang)腔(qiang)(qiang)長進(jin)行(xing)實(shi)(shi)時(shi)調(diao)節和(he)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，從而實(shi)(shi)現對(dui)(dui)FRR共(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)的(de)(de)鎖(suo)定。我們(men)利用示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)同(tong)時(shi)監測(ce)PZT的(de)(de)驅動電壓、誤差(cha)信(xin)(xin)號(hao)(hao)及FRR的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)譜(pu)。

　　圖(tu)2：PDH鎖(suo)定實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)示意圖(tu)。EOM：電光相位調制器(qi)，HVAmplifiers：高壓(ya)放大器(qi)，PZT：壓(ya)電陶瓷(ci)，PID：模擬(ni)PID控(kong)制器(qi)。圖(tu)中實(shi)線為光路，虛線為電路。

　　實驗結果：

　　圖(tu)3：(a)相(xiang)(xiang)位(wei)調(diao)(diao)制(zhi)功率(lv)為12dBm的鎖定(ding)結果(guo)：青色(se)實線(xian)(xian)(xian)(xian)為光纖(xian)環形諧振(zhen)腔的反(fan)射(she)信(xin)號(hao)(hao)直接輸出反(fan)射(she)譜(pu)，黑(hei)色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為經過低通濾波(bo)器(qi)濾波(bo)后(hou)的反(fan)射(she)譜(pu)，紅色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為鑒頻(pin)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)，藍(lan)色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為進行鎖定(ding)后(hou)的反(fan)射(she)信(xin)號(hao)(hao)；(b)相(xiang)(xiang)位(wei)調(diao)(diao)制(zhi)功率(lv)為-9dBm的鎖定(ding)結果(guo)：黑(hei)色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為光纖(xian)環形諧振(zhen)腔的反(fan)射(she)信(xin)號(hao)(hao)直接輸出反(fan)射(she)譜(pu)，紅色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為鑒頻(pin)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)，藍(lan)色(se)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)為進行鎖定(ding)后(hou)的反(fan)射(she)信(xin)號(hao)(hao)。

　　光(guang)纖(xian)環(huan)(huan)形(xing)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)反(fan)(fan)射(she)(she)光(guang)譜(pu)經掃描(miao)壓電(dian)陶瓷長度(du)(du)獲得。圖(tu)(tu)3(a)、(b)所示(shi)分(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)EOM調制信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)功(gong)率為(wei)(wei)(wei)12dBm和-9dBm時的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)譜(pu)。圖(tu)(tu)3(a)中(zhong)，青(qing)色(se)(se)曲線(xian)(xian)和黑色(se)(se)曲線(xian)(xian)分(fen)(fen)別是光(guang)纖(xian)環(huan)(huan)形(xing)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)直接輸(shu)出和通(tong)(tong)過濾波器(qi)(qi)后(hou)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)譜(pu)。電(dian)光(guang)調制器(qi)(qi)在光(guang)路(lu)中(zhong)對(dui)激光(guang)光(guang)束(shu)進行了相(xiang)位調制產(chan)生了兩個邊帶，由于光(guang)纖(xian)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)對(dui)相(xiang)位的(de)(de)敏感性，使得諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)共振(zhen)(zhen)的(de)(de)主頻(pin)(pin)和邊帶之間的(de)(de)干涉并引起其反(fan)(fan)射(she)(she)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)強度(du)(du)調制。紅(hong)色(se)(se)曲線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)鎖(suo)定(ding)(ding)系(xi)統的(de)(de)鑒(jian)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)，藍色(se)(se)曲線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)光(guang)纖(xian)環(huan)(huan)形(xing)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)鎖(suo)定(ding)(ding)后(hou)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。圖(tu)(tu)3(b)中(zhong)，黑色(se)(se)曲線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)光(guang)纖(xian)環(huan)(huan)形(xing)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)輸(shu)出信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)通(tong)(tong)過低通(tong)(tong)濾波器(qi)(qi)后(hou)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)譜(pu)，紅(hong)色(se)(se)曲線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)鎖(suo)定(ding)(ding)系(xi)統的(de)(de)鑒(jian)頻(pin)(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)，藍色(se)(se)曲線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)光(guang)纖(xian)環(huan)(huan)形(xing)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)腔(qiang)鎖(suo)定(ding)(ding)后(hou)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。

　　由(you)圖3(a)我(wo)們可以看出，光(guang)纖(xian)環形諧(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)直接輸出的(de)(de)反射(she)(she)信號(hao)(hao)(hao)攜帶了(le)與電光(guang)調(diao)制(zhi)(zhi)器調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)同樣頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)調(diao)制(zhi)(zhi)，這對其(qi)后續的(de)(de)應用是極為不利的(de)(de)。因此(ci)我(wo)們對光(guang)纖(xian)環形諧(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)鎖定后的(de)(de)反射(she)(she)信號(hao)(hao)(hao)進行了(le)頻(pin)(pin)率(lv)分(fen)析(xi)，其(qi)測量結果(guo)如(ru)圖3(a)所示。在腔(qiang)(qiang)反射(she)(she)信號(hao)(hao)(hao)與相位調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)相等頻(pin)(pin)率(lv)處存在一個強(qiang)度(du)調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)。實驗(yan)中(zhong)應降低相位調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)功(gong)率(lv)以減小此(ci)調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)對腔(qiang)(qiang)反射(she)(she)信號(hao)(hao)(hao)強(qiang)度(du)調(diao)制(zhi)(zhi)的(de)(de)影響。圖3(a)中(zhong)紅(hong)色(se)(se)、藍色(se)(se)、黑色(se)(se)和紫(zi)色(se)(se)曲線分(fen)別為相位調(diao)制(zhi)(zhi)信號(hao)(hao)(hao)功(gong)率(lv)為-9dBm、24dBm時腔(qiang)(qiang)反射(she)(she)信號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)頻(pin)(pin)譜、頻(pin)(pin)譜分(fen)析(xi)儀本(ben)底噪(zao)聲(sheng)和探測器的(de)(de)電子學噪(zao)聲(sheng)。

　　高(gao)壓(ya)放大(da)器推薦：ATA-7020

　　圖：ATA-7020高壓放大器指標參數

　　本(ben)資料由Aigtek安(an)(an)泰電(dian)子(zi)(zi)整理發(fa)布，更(geng)多案例及產品(pin)詳(xiang)情請(qing)持(chi)(chi)續關(guan)注我們。西安(an)(an)安(an)(an)泰電(dian)子(zi)(zi)Aigtek已(yi)經(jing)成(cheng)為在(zai)業(ye)界擁有廣泛產品(pin)線，且具有相當規模的儀器(qi)設備(bei)供應(ying)商，樣機(ji)都支持(chi)(chi)免費試用。如想了解更(geng)多功率放(fang)大器(qi)等(deng)產品(pin)，請(qing)持(chi)(chi)續關(guan)注安(an)(an)泰電(dian)子(zi)(zi)官網hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。