鎖頻控制器 LLP-100：為可調(diào)諧激光器注入“頻率定力”

  ICC訊   在精密光譜、量子光學(xué)、相干通信等前沿領(lǐng)域，激光的頻率穩(wěn)定性是決定系統(tǒng)性能的核心要素。外部環(huán)境的溫度波動(dòng)、電流噪聲及機(jī)械振動(dòng)等干擾，均會(huì)導(dǎo)致激光輸出頻率偏移，這不僅會(huì)降低測(cè)量精度，更會(huì)制約高階應(yīng)用的落地實(shí)現(xiàn)。

  針對(duì)上述技術(shù)挑戰(zhàn)，Santec 推出了全新激光鎖頻控制器 LLP-100（Laser Lock Pro）。該設(shè)備為 TSL 系列可調(diào)諧激光器優(yōu)化設(shè)計(jì)，兼容 PDH 鎖定、氣體吸收邊帶鎖定、光頻梳參考鎖定等主流穩(wěn)頻技術(shù)路徑。經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，其可將激光頻率抖動(dòng)指標(biāo)從大于 1 MHz RMS 優(yōu)化至 40 kHz RMS，實(shí)現(xiàn)頻率穩(wěn)定性 25 倍提升，為前沿領(lǐng)域的精密實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供可靠支撐。

TSL-570/LLP-100

  激光為何“不穩(wěn)”？痛點(diǎn)在哪里？

  激光振蕩頻率對(duì)環(huán)境極其敏感。即使微小擾動(dòng)，也可能引發(fā)顯著頻漂，使精密測(cè)量失效。傳統(tǒng)穩(wěn)頻方法依賴飽和吸收池或高精細(xì)度腔體，光路復(fù)雜、調(diào)校困難，且難以覆蓋寬波長(zhǎng)范圍。而LLP-100通過(guò)外部參考信號(hào)+高速伺服反饋，提供一種靈活、高效、即插即用的穩(wěn)頻新范式。

激光頻率不穩(wěn)定示意圖

  LLP-100是什么？如何工作？

  LLP-100 是一款高性能伺服控制器，作為T(mén)SL激光器的“頻率大腦”，通過(guò)閉環(huán)控制將激光頻率鎖定至外部穩(wěn)定參考源。

  其典型工作流程如下：

  1. 激光輸出與參考源（如光頻梳、氣體吸收池、法布里-珀羅腔）干涉

  2. 光電探測(cè)器生成誤差信號(hào)（Error Signal）

  3. 誤差信號(hào)經(jīng)低通濾波后輸入LLP-100“主輸入”

  4. LLP-100內(nèi)部PID控制器處理信號(hào)，并通過(guò)“主輸出”反饋至TSL的模擬調(diào)制端口

  5. 實(shí)現(xiàn)頻率實(shí)時(shí)校正與長(zhǎng)期鎖定

LLP-100系統(tǒng)連接示意圖

  三大鎖頻模式，適配多樣應(yīng)用場(chǎng)景

  LLP-100 支持三種主流穩(wěn)頻方案，滿足不同實(shí)驗(yàn)需求：

  1?? PDH 鎖定（Pound-Drever-Hall）

  適用場(chǎng)景：高精細(xì)度光學(xué)腔穩(wěn)頻

  優(yōu)勢(shì)：可鎖定任意波長(zhǎng)，抗噪性強(qiáng)

  典型結(jié)果：頻率抖動(dòng)從 >1 MHz 降至 40 kHz RMS

PDH鎖定實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  2?? 氣體吸收邊帶鎖定（OEU模式）

  適用場(chǎng)景：教學(xué)演示、原子/分子光譜參考

  示例：鎖定乙炔（12C?H?）P(9)吸收線

  優(yōu)勢(shì)：搭建簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜調(diào)制

乙炔吸收光譜鎖定示意圖

  3?? 光頻梳參考鎖定

  適用場(chǎng)景：絕對(duì)頻率計(jì)量、光通信波長(zhǎng)校準(zhǔn)

  優(yōu)勢(shì)：提供絕對(duì)頻率基準(zhǔn)，覆蓋全C波段

  實(shí)測(cè)性能：短時(shí)（10 μs）至長(zhǎng)時(shí)（100 ms）均保持穩(wěn)定

光頻梳鎖定裝置鏈

光頻梳鎖定效果對(duì)比

  Santec LLP-100 以創(chuàng)新閉環(huán)控制打破傳統(tǒng)穩(wěn)頻局限，憑借三種靈活鎖定模式、25 倍穩(wěn)定性提升及 100ms 快速鎖定等優(yōu)勢(shì)，將 TSL 系列激光器頻率抖動(dòng)壓縮至 40kHz RMS，完美兼顧寬調(diào)諧與高穩(wěn)定特性，為科研、工業(yè)、教育等多領(lǐng)域提供高效易用的激光穩(wěn)頻解決方案，助力可調(diào)諧激光實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)可靠的應(yīng)用落地。