एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर: ठंडे परमाणु कैबिनेट में अनुप्रयोग

एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर: ठंडे परमाणु कैबिनेट में अनुप्रयोग

ठंडे परमाणु कैबिनेट में ऑल-फाइबर लेजर लिंक के मुख्य घटक के रूप में,ऑप्टिकल फाइबर एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरशीत परमाणु कैबिनेट के लिए उच्च-शक्ति आवृत्ति-स्थिरीकृत लेज़र प्रदान करेगा। परमाणु v1 की अनुनाद आवृत्ति वाले फोटॉन अवशोषित करेंगे। चूँकि फोटॉन और परमाणुओं का संवेग विपरीत होता है, इसलिए फोटॉन अवशोषित करने के बाद परमाणुओं की गति कम हो जाएगी, जिससे परमाणुओं को ठंडा करने का उद्देश्य प्राप्त होगा। लेज़र-शीतित परमाणु, अपने लाभों जैसे कि लंबा जांच समय, डॉपलर आवृत्ति परिवर्तन और टक्कर के कारण होने वाले आवृत्ति परिवर्तन का उन्मूलन, और संसूचन प्रकाश क्षेत्र के कमजोर युग्मन के साथ, परमाणु स्पेक्ट्रा की सटीक माप क्षमता में उल्लेखनीय सुधार करते हैं और इन्हें शीत परमाणु घड़ियों, शीत परमाणु व्यतिकरणमापी, और शीत परमाणु नेविगेशन, आदि क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है।

एक ऑप्टिकल फाइबर AOM एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर के आंतरिक भाग में मुख्य रूप से एक एकॉस्टो-ऑप्टिक क्रिस्टल और एक ऑप्टिकल फाइबर कोलिमेटर आदि होते हैं। मॉड्युलेटेड सिग्नल, विद्युत सिग्नल (आयाम मॉडुलन, कला मॉडुलन या आवृत्ति मॉडुलन) के रूप में पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर पर कार्य करता है। इनपुट मॉड्युलेटेड सिग्नल की आवृत्ति और आयाम जैसी इनपुट विशेषताओं को बदलकर, इनपुट लेज़र की आवृत्ति और आयाम मॉडुलन प्राप्त किया जाता है। पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर विद्युत सिग्नल को अल्ट्रासोनिक सिग्नल में परिवर्तित करता है जो पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण समान पैटर्न में भिन्न होते हैं और उन्हें एकॉस्टो-ऑप्टिक माध्यम में प्रसारित करते हैं। एकॉस्टो-ऑप्टिक माध्यम का अपवर्तनांक समय-समय पर बदलने पर, एक अपवर्तनांक ग्रेटिंग बनता है। जब लेज़र फाइबर कोलिमेटर से होकर एकॉस्टो-ऑप्टिक माध्यम में प्रवेश करता है, तो विवर्तन होता है। विवर्तित प्रकाश की आवृत्ति मूल इनपुट लेज़र आवृत्ति पर एक अल्ट्रासोनिक आवृत्ति अध्यारोपित करती है। ऑप्टिकल फाइबर ध्वनिक-ऑप्टिक मॉड्युलेटर को सर्वोत्तम स्थिति में कार्य करने के लिए ऑप्टिकल फाइबर कोलाइमेटर की स्थिति को समायोजित करें। इस समय, आपतित प्रकाश किरण का आपतित कोण ब्रैग विवर्तन स्थिति को संतुष्ट करना चाहिए, और विवर्तन विधा ब्रैग विवर्तन होनी चाहिए। इस समय, आपतित प्रकाश की लगभग सारी ऊर्जा प्रथम-क्रम विवर्तन प्रकाश में स्थानांतरित हो जाती है।

पहला AOM एक्यूटो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सिस्टम के ऑप्टिकल एम्पलीफायर के फ्रंट एंड पर उपयोग किया जाता है, जो फ्रंट एंड से आने वाले निरंतर इनपुट प्रकाश को ऑप्टिकल पल्स के साथ मॉड्यूलेट करता है। मॉड्यूलेटेड ऑप्टिकल पल्स फिर ऊर्जा प्रवर्धन के लिए सिस्टम के ऑप्टिकल एम्प्लीफिकेशन मॉड्यूल में प्रवेश करते हैं। दूसराएओएम एकाउटो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरऑप्टिकल प्रवर्धक के पश्च सिरे पर प्रयुक्त होता है, और इसका कार्य प्रणाली द्वारा प्रवर्धित ऑप्टिकल पल्स सिग्नल के आधार शोर को पृथक करना है। प्रथम AOM एक्यूटो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर द्वारा निर्गत प्रकाश स्पंदों के अग्र और पश्च किनारे सममित रूप से वितरित होते हैं। ऑप्टिकल प्रवर्धक में प्रवेश करने के बाद, पल्स अग्र किनारे के लिए प्रवर्धक का लब्धि पल्स अनुगामी किनारे के लब्धि से अधिक होने के कारण, प्रवर्धित प्रकाश स्पंद एक तरंगरूप विरूपण परिघटना प्रदर्शित करेंगे जहाँ ऊर्जा अग्र किनारे पर संकेंद्रित होती है, जैसा कि चित्र 3 में दर्शाया गया है। प्रणाली को अग्र और पश्च किनारों पर सममित वितरण वाले ऑप्टिकल स्पंद प्राप्त करने में सक्षम बनाने के लिए, प्रथम AOM एक्यूटो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर को एनालॉग मॉड्युलेशन अपनाना आवश्यक है। सिस्टम नियंत्रण इकाई, एक्यूटो-ऑप्टिक मॉड्यूल के ऑप्टिकल पल्स के आरोही किनारे को बढ़ाने और पल्स के अग्र और पश्च किनारों पर ऑप्टिकल प्रवर्धक के लब्धि असमानता की क्षतिपूर्ति करने के लिए प्रथम AOM एक्यूटो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर के आरोही किनारे को समायोजित करती है।

सिस्टम का ऑप्टिकल एम्पलीफायर न केवल उपयोगी ऑप्टिकल पल्स सिग्नलों को प्रवर्धित करता है, बल्कि पल्स अनुक्रम के बेस नॉइज़ को भी प्रवर्धित करता है। उच्च सिस्टम सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्राप्त करने के लिए, ऑप्टिकल फाइबर की उच्च विलोपन अनुपात विशेषताएओएम मॉड्यूलेटरइसका उपयोग प्रवर्धक के पिछले सिरे पर आधार शोर को दबाने के लिए किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सिस्टम सिग्नल पल्स अधिकतम सीमा तक प्रभावी रूप से गुजर सकें और साथ ही आधार शोर को टाइम-डोमेन एकॉस्टो-ऑप्टिक शटर (टाइम-डोमेन पल्स गेट) में प्रवेश करने से रोका जा सके। डिजिटल मॉडुलन विधि अपनाई जाती है, और TTL स्तर सिग्नल का उपयोग एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूल के चालू और बंद होने को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि एकॉस्टो-ऑप्टिक मॉड्यूल के टाइम-डोमेन पल्स का बढ़ता किनारा उत्पाद के डिज़ाइन किए गए बढ़ते समय (अर्थात, उत्पाद द्वारा प्राप्त किया जा सकने वाला न्यूनतम बढ़ता समय) के बराबर हो, और पल्स की चौड़ाई सिस्टम TTL स्तर सिग्नल की पल्स चौड़ाई पर निर्भर करती है।