Nedavno je Odsjek za svemirsku i astronautičku lasersku tehnologiju i sisteme Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine (SIPM), Kineske akademije nauka (CAS), napravio značajan napredak u istraživanju laserske stabilizacije frekvencije laserskog interferometra. Po prvi put, istraživačka grupa usvaja različite polarizacione osi vlakna za očuvanje polarizacije kako bi konstruisala sistem stabilizacije frekvencije dvostrukog interferometra, koji se koristi za zaključavanje frekvencije lasera i kompenzaciju fluktuacije frekvencije uzrokovane temperaturom vlakna koristeći prednosti različitih reakcije faznih pomaka dviju komponenti polarizacije na temperaturu, respektivno. Rezultati su objavljeni u Optics Letters pod naslovom "FDL stabilizirani laser koji nije osjetljiv na temperaturu koristeći dvostruki interferometar baziran na PMF-u". Rezultati su objavljeni u Optics Letters.
Primena ultrastabilizovanih lasera u oblasti preciznih merenja postavlja sve veće zahteve za performanse lasera. Frekvencijski stabilizirani laseri sa svim vlaknima bazirani na linijama kašnjenja vlakana privukli su pažnju zbog svoje visoke kompaktnosti i pouzdanosti, te svoje sposobnosti da postignu brzo širokopojasno podešavanje frekvencije. Danas je kratkoročna stabilnost frekvencije takvih ultrastabiliziranih lasera uglavnom ograničena intrinzičnim termičkim šumom vlakna, dok se dugoročna stabilnost brzo pogoršava zbog temperaturnih perturbacija. Vakuumska višeslojna toplotna zaštita i višestepene mere kontrole temperature češće se koriste za suzbijanje temperaturnih poremećaja, koji povećavaju kompleksnost sistema i na taj način ograničavaju široku primenu lasera sa stabilizacijom frekvencije, a za rešavanje ovog problema hitno su potrebni novi pristupi.
Slika 1 Šematski dijagram lasera stabilizovanog frekvencijom sa dvostrukim interferometrom
Vlakna koja čuvaju pristrasnost mogu istovremeno prenositi zrake sa dva polarizaciona stanja ortogonalna jedno na drugo i održavati stabilno stanje polarizacije propuštene svjetlosti. Budući da brza i spora os vlakna koje čuvaju pristrasnost imaju različite termo-optičke koeficijente, različito reagiraju na temperaturu. Tim je iskoristio ovo svojstvo koristeći brze i spore ose vlakna koje čuvaju pristrasnost za istovremeno prenošenje laserske svjetlosti, formirajući dvosmjerni vlaknasti interferometar s različitim parametrima. Frekvencija lasera je zaključana za jedan od interferometara, a fluktuacije u temperaturi vlakna uzrokuju promjene u optičkom rasponu interferometra, što zauzvrat uzrokuje fluktuacije frekvencije stabiliziranog lasera. Signali fazne razlike ekstrahovani iz dva interferometra mogu se okarakterisati kao fluktuacije razlike u optičkom dometu laserskog prenosa u dva smera polarizacije vlakna, koji su u velikoj korelaciji sa promenama temperature na putu vlakana. Korištenje ekstrahovanog signala fazne razlike za kompenzaciju varijacije frekvencije lasera stabiliziranog frekvencijom može potisnuti fluktuaciju frekvencije uzrokovanu istom temperaturnom fluktuacijom za faktor veći od 25. Na taj način, osjetljivost na temperaturu lasera stabiliziranog frekvencijom se može značajno poboljšati, može se poboljšati dugoročna stabilnost frekvencije, a laserski stabilizirani laser interferometar s vlaknima može se promovirati za korištenje u detekciji gravitacijskih valova u svemiru i drugim poljima.
Slika 2 Frekvencijska fluktuacija (a) i stabilnost frekvencije (b) prije i poslije kompenzacije lasera stabiliziranog frekvencijom
