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Abstract
College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
We demonstrate a high-performance acousto-optic modulator-based bi-frequency interferometer, which can realize either beating or beating free interference for a single-photon level quantum state. Visibility and optical efficiency of the interferometer are and , respectively. The phase of the interferometer is actively stabilized by using a dithering phase-locking scheme, where the phase dithering is realized by directly driving the acousto-optic modulators with a specially designed electronic signal. We further demonstrate applications of the interferometer in quantum technology, including bi-frequency coherent combination, frequency tuning, and optical switching. These results show the interferometer is a versatile device for multiple quantum technologies.
bi-frequency interferometer acousto-optic modulator quantum optics quantum manipulation Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022703
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京先进激光技术研究院,江苏 南京 210038
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
设计并实现了重复频率在10 Hz~10 kHz可调的1550 nm微秒矩形脉冲光纤放大器。该光纤放大器采用双级主振荡功率放大(MOPA)全光纤结构,采用声光调制器对信号光进行调制,通过对泵浦驱动和信号光调制的脉冲波形及时序进行优化,实现了峰值功率为30 W、脉冲宽度为10 μs~1 ms、重复频率在10 Hz~10 kHz范围可调的微秒矩形脉冲放大激光输出。通过优化信号光脉冲和泵浦脉冲时序有效抑制了光纤放大过程中的放大自发辐射,通过对信号光的脉冲波形进行预整形获得了较好的微秒矩形脉冲输出。
光学器件 光放大器 微秒脉冲 铒-镱共掺光纤 声光调制器 主振荡功率放大器 中国激光
2023, 50(14): 1401003
1 中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
针对信号调制与传输特点, 设计搭建了一种由两个不同驱动频率声光调制器组成的外差干涉系统, 双路光强调制避免了由声光调制引起的衍射级次混叠和频移漂移等影响, 采用双路调制最后输出由两个+1级衍射光干涉形成的拍频信号, 消除了级间干扰; 同时系统良好的共线性和对称性, 极大地减小了外界环境噪声对测量精度的影响, 提高了检测精度。基于折射率改变引起的相位变化信息进行检测及处理, 通过测量不同百分比浓度的溶液, 并对系统的相位特性进行了研究, 提出一种溶液浓度检测的新方案, 并对激光漂移和调制强度对测量系统的影响进行了分析。实验结果表明, 该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测, 在0.1%~0.5%范围内, 最大相对误差约为8.0%, 为光外差干涉溶液浓度测量系统小型化设计和制造提供了参考。
相位调制 共线外差干涉 信号处理 溶液浓度 声光调制器 phase modulation collinear heterodyne interference signal processing solution concentration acousto-optic modulator
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation and Opto-Electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 CASTECH Inc., Fuzhou 350003, China
3 National Engineering Laboratory of Special Display Technology, National Key Laboratory of Advanced Display Technology, Academy of Photoelectric Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
In an acousto-optic modulator, the electrode shape plays an important role in performance, since it affects the distribution of the acoustic field. The acousto-optic modulator based on the conventional rectangular electrode has the problems of low energy efficiency and small modulation bandwidth due to an imperfect acoustic field. In this paper, a new serrated periodic electrode has been proposed for using acousto-optic modulator transducers. The proposed electrode has the following advantages. By using serrated periodic electrodes to suppress the sidelobes, the collimation of the acoustic field in the direction perpendicular to the light incidence is improved. This makes the acousto-optic modulator have a stable diffraction efficiency fluctuation and high energy efficiency. In addition, the electrode has a large divergence angle in the direction of light incidence, so a large bandwidth can be obtained. The simulations and experiments demonstrate that the serrated periodic electrode has an increased bandwidth and high energy efficiency.
acousto-optic modulator serrated periodic electrode large bandwidth low power consumption Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031403
中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆 400060
该文采用光纤声光调制器集成化、低功耗和热仿真设计技术, 设计并制作了工作波长1 550 nm、光脉冲上升时间16.7 ns、光脉冲延时抖动1.5 ns、电功耗0.72 W(脉冲) 、整体尺寸59.56 mm×49.48 mm×14.6 mm的高性能一体化光纤声光调制器。结果表明, 该调制器具有体积小及功耗低等优点, 对小型化低功耗光纤激光器、激光测风雷达及光纤分布式传感系统的研制有一定促进作用。
光纤声光调制器 电功耗 光脉冲上升时间 fiber acousto-optic modulator electric power consumption the rise time of optical pulse
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文理论分析了影响光纤声光调制器消光比的主要因素。通过采用双器件级联和电路延时可调方案, 得到了光脉冲上升时间和下降时间<10 ns, 消光比>100 dB, 脉冲利用率>97%的高效超高消光比光纤声光调制器(FAOM)模块。采用该模块在激光测风雷达系统中实现了4 800 m的风速风向测量。结果表明,该文采用的设计方法在提高FAOM消光比的同时能够有效控制脉冲利用率, 对于基于激光相干探测的测量系统性能提高有一定的促进作用。
光纤声光调制器 消光比 激光测风雷达 fiber acousto-optic modulator extinction ratio wind lidar
1 中国电子科技集团公司第二十研究所, 陕西 西安610100
2 中国电子科技集团公司第十一研究所, 北京 100015
3 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文分析了调制后光脉冲信号时域抖动的机理, 并介绍了低脉冲抖动光纤声光调制器的设计方法。实验验证表明, 在波长1 550 nm下可得到光脉冲抖动为1.3 ns, 光脉冲上升时间为7.9 ns, 插入损耗为2.9 dB, 消光比为56 dB的高性能光纤声光调制器。
光纤声光调制器 声光移频 光纤传感 fiber acousto-optic modulator acousto-optic frequency shift optical fiber sensing
1 宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
2 中国电子科技集团有限公司第二十六研究所,重庆 400060
3 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211
4 先进红外光电材料及器件浙江省工程研究中心,浙江 宁波 315211
声光调制器在激光技术、网络通信和雷达波谱分析仪等领域已得到广泛应用。作为声光器件的核心元件,各类声光材料得到广泛关注。首先,简要概述声光衍射的基本概念和声光材料的重要性能参数,包括衍射效率、品质因数及超声衰减;其次,回顾常见的声光晶体和玻璃材料的研究历程,及其在声光调制器领域的应用;最后,综述近年来新型声光材料的研究现状,指出晶体和玻璃分别作为商用化声光材料存在的优势与不足,为进一步提高声光器件的性能,拓展应用领域提供了参考和借鉴。
材料 声光材料 声光效应 声光调制器 品质因数 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516007