Recentment, el Departament de Tecnologia i Sistemes Làser Espacials i Astronàutics de l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM), l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), ha fet un avenç important en la investigació de l'estabilització de la freqüència del làser interferòmetre de fibra. Per primera vegada, el grup de recerca adopta diferents eixos de polarització d'una fibra que preserva la polarització per construir un sistema d'estabilització de freqüència d'interferòmetre dual, que s'utilitza per bloquejar la freqüència del làser i compensar la fluctuació de freqüència causada per la temperatura de la fibra aprofitant les diferents respostes dels canvis de fase dels dos components de polarització a la temperatura, respectivament. Els resultats es publiquen a Optics Letters sota el títol "Làser estabilitzat amb FDL insensible a la temperatura mitjançant un interferòmetre dual basat en PMF". Els resultats es van publicar a Optics Letters.
L'aplicació de làsers ultraestabilitzats en el camp de les mesures de precisió imposa una demanda creixent de rendiment dels làsers. Els làsers estabilitzats per freqüència de fibra basats en línies de retard de fibra han cridat l'atenció a causa de la seva gran compacitat i fiabilitat, i la seva capacitat per aconseguir una sintonització ràpida de freqüència de banda ampla. Avui, l'estabilitat de freqüència a curt termini d'aquests làsers ultraestabilitzats està limitada principalment pel soroll tèrmic intrínsec de la fibra, mentre que l'estabilitat a llarg termini es deteriora ràpidament a causa de les pertorbacions de temperatura. El blindatge tèrmic de múltiples capes al buit i les mesures de control de temperatura en diverses etapes s'utilitzen amb més freqüència per suprimir les pertorbacions de la temperatura, que augmenten la complexitat del sistema i, per tant, limiten l'àmplia aplicació de làsers estabilitzats per freqüència, i calen nous enfocaments urgentment per resoldre aquest problema.
Fig. 1 Diagrama esquemàtic del làser estabilitzat de freqüència amb interferòmetre dual
Les fibres que conserven el biaix poden transmetre simultàniament feixos amb dos estats de polarització ortogonals entre si i mantenir estable l'estat de polarització de la llum transmesa. Com que els eixos ràpids i lents d'una fibra que conserva la polarització tenen diferents coeficients termo-òptics, responen de manera diferent a la temperatura. L'equip va explotar aquesta propietat utilitzant els eixos ràpids i lents de la fibra que preserva el biaix per transmetre llum làser simultàniament, formant un interferòmetre de fibra bidireccional amb diferents paràmetres. La freqüència del làser està bloquejada a un dels interferòmetres i les fluctuacions de la temperatura de la fibra provoquen canvis en el rang òptic de l'interferòmetre, que al seu torn provoca fluctuacions en la freqüència del làser estabilitzat. Els senyals de diferència de fase extrets dels dos interferòmetres es poden caracteritzar com a fluctuacions en la diferència de rang òptic de la transmissió del làser en les dues direccions de polarització de la fibra, que estan altament correlacionades amb els canvis de temperatura en el camí de la fibra. L'ús del senyal de diferència de fase extret per compensar la variació de freqüència del làser estabilitzat per freqüència pot suprimir la fluctuació de freqüència causada per la mateixa fluctuació de temperatura per un factor superior a 25. D'aquesta manera, la sensibilitat a la temperatura del làser estabilitzat per freqüència. Es pot millorar significativament, es pot millorar l'estabilitat de la freqüència a llarg termini i es pot promoure el làser estabilitzat per freqüència d'interferòmetre de fibra per utilitzar-lo en la detecció d'ones gravitatòries a l'espai i altres camps.
Figura 2 Fluctuació de freqüència (a) i estabilitat de freqüència (b) abans i després de la compensació del làser estabilitzat per freqüència
