基于两台 ATLAS 1550 可调谐激光器实现稳定微波信号生成

大约一年前,我们推出了升级迭代后的可调谐激光器系列,其中,包括支持多种配置的 Chilas ATLAS 系列可调谐激光器。在本文中,我们将深入介绍 ATLAS 1550—— 一款本征线宽< 1 kHz、调谐范围 100 nm 的可调谐激光器,并演示如何使用两台该型号激光器通过光拍频技术生成稳定微波信号。

光生微波

得益于激光器出色的可调谐性、窄线宽与高稳定性,使用两台 ATLAS 激光器可以在多个频段内生成拍频信号

➤ MHz 频段信号生成在射频通信中至关重要。

➤ 太赫兹(THz)波生成可应用于气体传感等众多领域。

在本实验中,我们演示了 MHz 频段信号生成与调制的性能 —— 生成 250 MHz 信号,并实现约 100 MHz 的调制带宽。

实验设置

搭建本实验需使用两台 ATLAS 1550 激光器。每台激光器的输出端连接至(2×1)光纤分束器的一个输入端口。两台激光器均调谐至 1550 nm,波长差为 2 pm,对应 250 MHz 的频率差。分束器的输出端连接光电探测器,最终接入示波器显示信号波形。
为实现拍频信号的调制,将信号发生器连接至其中一台 ATLAS 激光器的 SMB 调制端口,开启后即可通过注入电流对激光器进行调制。

experimental setup

高精度稳定拍频信号产生

下图展示了测量结果。两台激光器产生了 250 MHz 的拍频,对应图中黄色曲线。

该峰值的随机漂移小于 ±10 MHz,说明 ATLAS 激光器非常适合生成 GHz 以下频段的信号。紫色曲线展示了使用函数发生器通过调制输入端口对激光器施加正弦波调制时的最大保持(Max Hold)结果。可以看到激光器在约 125 MHz 的范围内实现了平滑调制,输出波形方正,噪声水平低。
通过连续调谐两台 ATLAS 激光器,使其频率差在 100 MHz 范围内变化,且同时固有频率漂移小于 10 MHz,本实验验证了 ATLAS 激光器具备高精度与高稳定性,通过两台激光器拍频即可生成稳定的信号。

Stable and Accurate Beat Note Generation graph

关于 ATLAS 1550 激光器

ATLAS 1550 属于 Chilas ATLAS 系列超窄线宽-可调谐激光器,该系列激光器专为电信、传感、量子等高端应用场景设计。
该产品兼具 100 nm 范围连续调谐、低相位噪声以及优异的长期稳定性,所有功能集成于一副扑克牌大小的光纤耦合模块中。
产品操作与控制简便,配套提供图形化用户界面(GUI),同时提供 Python 程序库,可实现高级激光控制功能。
ATLAS 系列还包含其他波段的激光器产品,覆盖 685 nm、850 nm、1550 nm、1600 nm、1700 nm 多个波段。

文章由激光专家Wilson Tsong撰写。


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