Применение одночастотных волоконных лазеров NKT Photonics в метрологии

Дата публикации: 06.11.2019 08:00

Атомная ловушка и атомное охлаждение

Лазерное охлаждение атомов (или «атомная ловушка») основано на действии силы радиационного трения, с помощью которых атомы могут охлаждаться до сверхнизких температур и удерживаться в таком состоянии с помощью лазерных пучков и линейного неоднородного магнитного поля. Данный метод контроля движения частиц позволяет изучать поведение атомов и их квантовомеханические свойства.

Существуют различные виды атомного охлаждения: доплеровское и субдоплеровское охлаждение (второй метод используется, когда доплеровский предел охлаждения достигнут, то есть наблюдается естественная ширина атомного перехода), замедление атомов при испарении в конденсате Бозе-Эйнштейна.

Основные приложения, где применяется атомное охлаждение – это атомные часы, системы навигации, исследования фундаментальных констант, квантовая информатика (вычисление и кодирование), атомная интерферометрия (мониторинг месторождений нефти и газа).

Для резонансного лазерного охлаждения требуется очень точная длина волны, соответствующая определенному атомно-ионному переходу. Волоконные лазеры с распределенной обратной связью оптимизированы специально для применений в этих целях, где зачастую требуются лазеры с шириной линии меньшей величины атомного перехода.

Инструменты для лазерного охлаждения

Серия лазерных источников Koheras производства компании NKT Photonics характеризуются излучением с непревзойденно низким уровнем шума, высокочастотной стабильностью и узкой шириной линии. Для захвата и охлаждения атомов рекомендуется использовать одночастотные лазеры Koheras BOOSTIK, которые уже завоевали популярность среди множества научных лабораторий по всему миру и которые обладают следующими характеристиками:

Простота эксплуатации
Бесперебойная работа
Высокочастотная стабилизация
Сверхнизкий уровень шума
Высокая мощность
Непревзойденное качество пучка

Лазерные системы Koheras BOOSTIK производятся с различным рабочим диапазоном длин волн и мощности, чем и обусловлено их широкое распространение в приложениях атомной физики. Также они совместимы с преобразователями частоты HARMONIK.

Широкий рабочий диапазон

Ключевое преимущество лазеров с распределенной обратной связью – возможность выбора рабочей длины волны. Благодаря превосходному качеству пучка преобразование частоты повышает общую эффективность системы.

Преобразование частоты показано на рисунке:

Преобразование частот в зависимости от длины волны

Доставка мощного излучения с узкой шириной линии через оптическое волокно

АeroGUIDE – это надежный оптоволоконный кабель в стальной обмотке производства NKT Photonics, способный доставлять излучение высокой мощности с нулевыми потерями в диапазоне от 500 нм до 2000 нм. Оптоволоконные кабели оснащены разъемами SMA-905 со встроенными стрипперами мод для удаления несвязанного излучения.

Измерение скорости фотонного потока

Измерение скорости фотонного потока производится с помощью одномерного преобразования Фурье гетеродинного лазерного сигнала. Впервые продемонстрирована Ливерморской национальной лабораторией (США).

Измерение скорости фотонного потока часто используется в физике ударных взаимодействий как аналог интерферометра, определяющего скорость быстропротекающих физических явлений в средах с отражающими поверхностями. Современная технология сбора данных и наличие надежных одночастотных лазеров позволяют использовать эти системы с наилучшей общей и экономической эффективностью.

Надежный промышленный дизайн

Серия лазерных источников Koheras генерирует излучение с непревзойденно низким уровнем шума, высокочастотной стабильностью и узкой шириной линии. Источники активно применяются в лабораторных исследованиях и разнообразной промышленности. Лазеры не требуют дополнительной настройки перед использованием, производитель гарантирует бесперебойную работу устройства на протяжении тысячи часов.

Многоканальная система

Измерение скорости фотонного потока можно производить внутри одной системы. Именно такой является лазерная система Koheras ACOUSTIK – она состоит из 16 одночастотных лазеров, каждый из которых принят за отдельную полноценную единицу. Лазеры можно контролировать по отдельности, выбирать определенную длину волны для каждого источника из предлагаемого диапазона. Лазеры расположены внутри одного корпуса, куда и подается питающее напряжение. Управление происходит через единый интерфейс.

Систему также можно усовершенствовать, комбинируя с умножителями и делителями, подключать которые можно как к одному, так и к нескольким компонентам установки для лучшего соответствия конкретной задаче. Основные характеристики Koheras ACOUSTIK:

Мультиканальность
Совместимость с умножителями и делителями
Простота эксплуатации
Соответствие стандарту plug-and-play
Сверхнизкий уровень шума
Высокая мощность
Стабильность

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции NKT Photonics на территории РФ

Новые статьи

Характеристика свойств субхондральной кости человека с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК)

Дегенеративные заболевания суставов часто характеризуются изменениями свойств суставного хряща и субхондральной кости. Эти изменения часто связаны с толщиной субхондральной пластинки и морфологией трабекулярной кости. Таким образом, оценка целостности субхондральной кости может дать важные сведения для диагностики патологий суставов. В данном исследовании изучается потенциал оптической спектроскопии для характеристики свойств субхондральной кости человека. Образцы остеохондральной кости (n = 50 – количество образцов) были извлечены из коленного сустава трупа человека (n = 13) в четырех анатомических точках и подвергнуты БИК-спектроскопии(в ближней инфракрасной области). Затем образцы были исследованы с помощью микрокомпьютерной томографии для определения морфометрических характеристик субхондральной кости, включая: толщину пластинки (Sb.Th), толщину трабекул (Tb.Th), объемную долю (BV/TV) и индекс модели структуры (SMI). Связь между свойствами субхондральной кости и спектральными данными в 1-м (650 - 950 нм), 2-м (1100 - 1350 нм) и 3-м (1600-1870 нм) оптических окнах была исследована с помощью многомерного метода частичных наименьших квадратов (PLS) регрессии. Значимые корреляции (p < 0.0001) и относительно низкие ошибки прогнозирования были получены между спектральными данными в 1-м оптическом окне и Sb.Th (R²= 92.3%, ошибка = 7.1%), Tb.Th (R²= 88.4%, ошибка = 6.7%), BV/TV (R²= 83%, ошибка = 9.8%) и SMI (R²= 79.7%, ошибка = 10.8%). Таким образом, БИК-спектроскопия в 1-м тканевом оптическом окне способна характеризовать и оценивать свойства субхондральной кости и потенциально может быть адаптирована во время артроскопии.

Моделирование нервного волокна на основе оптического волновода

Миелинизированные аксоны являются многообещающими кандидатами для передачи нервных сигналов и света ввиду их волноводных структур. С другой стороны, с появлением таких заболеваний, как рассеянный склероз и нарушений формирования и передачи нервных сигналов из-за демиелинизации, понимание свойств миелинизированного аксона как волновода приобретает большую важность. Настоящее исследование направлено на то, чтобы показать, что профиль показателя преломления (ПП) миелинизированного аксона играет существенную роль в передаче лучей в нем.

Оптимизация обнаружения сверхслабых световых потоков

В ходе исследования, описанного в данной статье, были объединены статистическая модель, анализ шумов детектора и эксперименты по калибровке. Согласно результатам, видимый свет может быть обнаружен с помощью ПЗС камеры с электронным умножителем с соотношением сигнал/шум, равным 3, для потоков с количеством фотонов менее 30 фотонов с⁻¹ см⁻².

Диагностика импульсного плазменного потока

Импульсные плазменные потоки в плазменных ускорителях широко используются для решения ряда научных и практических задач. Особый интерес среди применений импульсных плазменных потоков представляют термоядерный синтез и астрофизические исследования, например, экспериментальное исследование взаимодействия импульсного плазменного потока с материалами.

Полные высокопроизводительные настольные системы сканирования HSI PUSH-BROOM

Применение гиперспектральной визуализации заметно расширилось за последние годы. Тем не менее, остается общая проблема, а именно: предоставление полного интегрированного решения для фиксации 2-D гиперспектральных изображений в компактном настольном формате, которое предоставляет подробную спектральную информацию для определения компонентов, количества и их распределения в плоскости сканирования.

Автофлуоресцентная микроскопия — идентификация бактериальных сигналов на образцах горных пород

Распространенным методом обнаружения микробов в жидких и нежидких образцах является окрашивание флуоресцентными красителями, при котором образцы окрашиваются флуорофором, возбуждаемым фотонами от источника света. Флуорофоры — это молекулы, которые проявляют флуоресценцию, и могут быть биомолекулами естественного происхождения (в этом случае флуоресценция называется автофлуоресценцией), флуоресцентными красителями (синтезированными молекулами) или минералами. Конкретные применения красителей включают обнаружение и перечисление бактерий, визуализацию экспрессии генов и обнаружение биомолекул, которые иначе невозможно было бы отследить.