實驗名稱：基于電光調幅器EOAM單級(ji)反饋噪聲抑制實驗(yan)

　　研究方向：研究探索電光(guang)調(diao)幅器（EOAM）單級反(fan)饋技術對(dui)單原子光(guang)學俘(fu)獲中(zhong)激(ji)光(guang)強度噪聲的(de)抑制(zhi)機制(zhi)及其(qi)量(liang)(liang)子調(diao)控(kong)效(xiao)果。通過靜(jing)態光(guang)路實驗量(liang)(liang)化反(fan)饋環路在0–1MHz頻域的(de)噪聲衰減特性（100kHz處達20dB），并優化調(diao)制(zhi)參數實現(xian)功率穩定性提(ti)(ti)升(sheng)（標準差(cha)0.5%）；進一步在銫原子偶(ou)極阱中(zhong)驗證噪聲抑制(zhi)對(dui)量(liang)(liang)子態的(de)調(diao)控(kong)作用：原子壽(shou)命從0.12s延長至(zhi)13.9s（提(ti)(ti)升(sheng)兩個量(liang)(liang)級），均勻退(tui)相干時(shi)間(jian)T2?從20.7ms增至(zhi)107.5ms（提(ti)(ti)升(sheng)5倍），揭示強度噪聲譜(pu)與參量(liang)(liang)加熱/量(liang)(liang)子退(tui)相干的(de)定量(liang)(liang)關聯。

　　實驗目的：探(tan)究電光(guang)(guang)調(diao)幅(fu)器（EOAM）單(dan)級(ji)反饋(kui)環路(lu)的調(diao)制(zhi)參(can)數（偏置電壓、增益帶寬）對激光(guang)(guang)強(qiang)度噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)抑制(zhi)效果的影(ying)響規律，及(ji)其在(zai)單(dan)原(yuan)子光(guang)(guang)學(xue)俘獲(huo)中對原(yuan)子壽命延(yan)長（提升兩個數量級(ji)）和量子退(tui)相干時間增強(qiang)（延(yan)長5倍）的調(diao)控作用(yong)，為量子精密操控系統(tong)提供低(di)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)光(guang)(guang)學(xue)俘獲(huo)方案(an)。

　　測試設備：ATA-2021H高壓放大器(qi)(qi)(qi)、電光調(diao)幅器(qi)(qi)(qi)、比例積分(fen)控制(zhi)器(qi)(qi)(qi)、自制(zhi)高數值孔徑物(wu)鏡(jing)、銫(se)原子(zi)磁光阱(jing)系統、單光子(zi)探測器(qi)(qi)(qi)、微(wei)(wei)波(bo)源、微(wei)(wei)波(bo)放大器(qi)(qi)(qi)、偏振分(fen)束(shu)棱(leng)鏡(jing)、四分(fen)之(zhi)一波(bo)片(pian)、半波(bo)片(pian)、頻(pin)譜分(fen)析(xi)儀、示波(bo)器(qi)(qi)(qi)、光纖(xian)耦(ou)合系統。

　　實驗過程：

　　圖1：聲(sheng)光調制器和電光調制器相結合抑制0-1MHz激光強度(du)噪聲(sheng)的實驗裝(zhuang)置圖

　　圖2：單(dan)級反饋環路抑制噪聲實驗裝置圖

　　圖(tu)3：單級反饋(kui)環路抑制噪(zao)聲裝置(zhi)實物圖(tu)

　　在靜態光路系統中采用頻譜分析儀（DC-150MHz）量化EOAM單級反饋環路對1064nm激光強度噪聲的抑制效果（偏置電壓0V，增益帶寬1MHz），通過噪聲功率譜反演0–500kHz頻域內參量加熱率理論模型；同步在銫原子磁光阱-偶極阱復合系統中加載噪聲抑制后的俘獲光（功率11.6mW，阱深0.34mK），利用單光子探測器（SPCM，計數率100counts/50ms）監測原子存活概率，結合微波脈沖序列（π/2-τ-π-τ脈沖，頻率9.192GHz，功率10W）驅動Ramsey干涉與自旋回波；采用指數衰減擬合提取原子壽命T1和均勻退相干時間T2?，最終基于參量加熱方程關聯噪聲抑制深度與量(liang)子態(tai)演(yan)化動力(li)學，建立激光強(qiang)度漲落-原子退相(xiang)干(gan)的(de)定(ding)量(liang)調控模型。

　　實驗結果：

　　圖4：(a)反饋環路打(da)開和閉(bi)合時原子在阱中的(de)加熱率(lv)(b)反饋環路打(da)開和閉(bi)合時原子的(de)壽命

　　圖(tu)5：噪聲抑制環路打(da)開(kai)和(he)閉合時原子在阱中的退(tui)相干時間

　　噪(zao)聲抑制(zhi)測(ce)試表(biao)明(ming)，當反(fan)饋(kui)環路閉(bi)合時(shi)(shi)(shi)（偏置電(dian)壓0V固定(ding)），激(ji)光強(qiang)度(du)(du)噪(zao)聲在100kHz處(chu)(chu)衰減(jian)20dB，功(gong)率起伏標準差降至(zhi)(zhi)0.5%（自(zi)由運轉11%），參量(liang)加熱(re)率理(li)論值(zhi)由6.35s-1降至(zhi)(zhi)0.05s-1；原(yuan)子俘獲實驗(yan)證實：未抑制(zhi)噪(zao)聲時(shi)(shi)(shi)原(yuan)子壽命僅(jin)0.12s（加熱(re)主導逃(tao)逸），施加反(fan)饋(kui)后壽命延長至(zhi)(zhi)13.9s（提(ti)升116倍），軸向(xiang)振蕩頻率2.34kHz處(chu)(chu)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)噪(zao)聲抑制(zhi)27dB；量(liang)子相干(gan)性測(ce)量(liang)顯示：自(zi)由演化Ramsey干(gan)涉(she)的(de)(de)退相干(gan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)T2從(cong)4.84ms增至(zhi)(zhi)8.54ms，而(er)自(zi)旋回波技術解(jie)析的(de)(de)均(jun)勻退相干(gan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)T2?由20.7ms提(ti)升至(zhi)(zhi)107.5ms（增幅420%），且噪(zao)聲抑制(zhi)后的(de)(de)自(zi)旋回波振幅衰減(jian)速率降低4.5倍，驗(yan)證了(le)激(ji)光強(qiang)度(du)(du)漲(zhang)落通過參量(liang)加熱(re)Γε∝Sε(2νtr)及交流斯(si)塔克頻移擾動(dong)對(dui)原(yuan)子量(liang)子態的(de)(de)多尺度(du)(du)退相干(gan)機制(zhi)。

　　放大器在該實(shi)驗中(zhong)發揮的效能(neng)：將(jiang)比(bi)例積分控(kong)制(zhi)(zhi)器輸(shu)出的毫瓦(wa)級(ji)誤(wu)差信號放大至百(bai)伏(fu)特(te)量級(ji)，驅動(dong)(dong)電光(guang)調幅器實(shi)現激(ji)光(guang)強(qiang)度的實(shi)時調制(zhi)(zhi)，保障(zhang)反饋環路對(dui)0–1MHz強(qiang)度噪聲的百(bai)微(wei)秒級(ji)動(dong)(dong)態(tai)響應(ying)。

　　電壓(ya)放大(da)器推薦-ATA-2021B高壓(ya)放大(da)器：

　　圖：ATA-2021B高壓放大器指標參數

　　本(ben)文(wen)實驗素材由西安(an)安(an)泰電(dian)(dian)子整理(li)發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)線，且具有相當(dang)規模的(de)儀(yi)器設備(bei)供(gong)應商(shang)，樣機都(dou)支持(chi)(chi)免(mian)(mian)費(fei)試(shi)用。西安(an)安(an)泰電(dian)(dian)子是專業從事功(gong)率(lv)(lv)放(fang)大(da)器、高壓放(fang)大(da)器、功(gong)率(lv)(lv)信號(hao)源(yuan)、前置(zhi)微(wei)小信號(hao)放(fang)大(da)器、高精度(du)電(dian)(dian)壓源(yuan)、高精度(du)電(dian)(dian)流源(yuan)等電(dian)(dian)子測(ce)量儀(yi)器研發、生產(chan)(chan)(chan)和銷(xiao)售的(de)高科技企業。公司致力于(yu)功(gong)率(lv)(lv)放(fang)大(da)器、功(gong)率(lv)(lv)信號(hao)源(yuan)、計(ji)量校準源(yuan)等產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)為核心的(de)相關(guan)行業測(ce)試(shi)解決方案的(de)研究(jiu)，為用戶提供(gong)具有競爭(zheng)力的(de)測(ce)試(shi)方案，Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)線，且具有相當(dang)規模的(de)儀(yi)器設備(bei)供(gong)應商(shang)，樣機都(dou)支持(chi)(chi)免(mian)(mian)費(fei)試(shi)用。如想了解更多功(gong)率(lv)(lv)放(fang)大(da)器等產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)，請持(chi)(chi)續關(guan)注(zhu)安(an)泰電(dian)(dian)子官(guan)網(wang)hkdyw.cn或(huo)撥打(da)029-88865020。