EOM-Treiber für feste Frequenz

Kai-Martin Knaak schrieb:

Gegentakt-Kaskode, wie die Vertikalendstufe im Oscar.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann
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Kai-Martin Knaak schrieb:

Hier bitte die Physiker noch einmal um eine Bestätigung bitten:

Mit 150 V Amplitude erreicht man üblicherweise etwa die Halbwellenspannung eines EOMs. Das bedeutet für den transmittierten Laserstrahl eine Phasenmodulation exp(i(w t + b*sin(W t))) = exp(i w t) (BesselJ(0,b)

  • Sum[ BesselJ(k,b) exp(i k W)]
  • Sum[-1^k BesselJ(k,b) exp(i k W)] ).

Mit so großen Modulationsindices (b~pi) hat man sowieso schon eine Menge optischer Leistung (~20%) im 2. harmonischen Seitenband, so daß ich momentan nicht sehe, wieso man sich bei der Elektronik so anstellen sollte, um -40 dB zu schaffen.

Dazu kommt, daß die Linos Modulatoren zwar sehr gut sind, das angedachte Modell aber für den Einsatzzweck definitiv nicht das bestgeeignetste ist. Dieses Modell hat 4 Kristalle in Serie, um so Temperaturdrifts zu kompensieren, was für DC Betrieb sehr hilfreich ist. Da die absolute Phase des Lichts beim PDH-Lock unwichtig ist, stören auch Drifts nicht und man hätte besser ein billigeres Modell mit 1/4 der Kapazität gewählt. Die Anschlußweise mit zwei Bananensteckern (!) bei 100 MHz wird euren Physikern übrigens noch viel "Freude" im Labor bereiten, das wird fast zwangsläufig zur Antenne.

Könnt ihr denn nicht mit Diodenlasern locken? Da läßt sich die Phasenmodulation so viel einfacher und billiger durch Modulation des Injektionsstromes bewerkstelligen. Falls die Seitenbänder auf dem Laser im weiteren Verlauf des Experimentes ein Problem darstellen, kann man auf das durch die Cavity transmittierte Licht ausweichen.

Das wird wohl so ähnlich laufen wie bei AOMs.

Apropos AOMs: Wenn die Resonanz, auf die gelockt wird, so breitbandig ist, daß 100 MHz Seitenbandfrequenz benötigt werden (irgendeine breite Atomlinie?), ist evtl. auch das Dither-Locken mit einem AOM eine Option. Da hat man dann auch gleich den Vorteil, daß man a) keine Seitenbänder aufmodulieren muß und auch gleich die relative Frequenz des Lasers zur Dispersionslinie verstimmen kann, so daß man u.U. auf die viel stärkeren Crossover-Linien locken kann.

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

Nein, beide sind Fahrzeugserien von Mercedes-Benz. Klasse C ist kostet etwas weniger.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Diode, etwas Kleinkram und Metravo reichen auch. Jedenfalls habe ich das in meiner wilden Zeit immer so gemacht.

Demnaechst gibt es die "Kiefer-Korrektursekunde" ;-)

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Dann mußt du aber echt ein Händchen haben.

Und wer die nutzt, zahlt!

- Henry

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Henry Kiefer

Henry Kiefer schrieb:

Mit Mißerfolg ;-)

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mfg hdw
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horst-d.winzler

Hast recht, genau um den Faktor 1000 falsch überschlagen. Ich hätte die "EEX" Taste doch lieber benutzen sollen ;-)

Das macht zwar das Wickeln leichter, nicht aber die Anzapfung, da würde ich dann eher zur zweiten Lösung tendieren, wobei das dann schon fast der Serienkreis ist.

Das Prinzip und das Thema "Güte" bleibt.

Für die Kreisgüte ist das kleine L aber wenig gut, da wird es schwer, die Spannung soweit hochzutransformieren, selbst mit Tricks wie Leitungselementen.

Ich fürchte, da hilft nur ein Hochvoltverstärker oder ein wirklich sehr sorgfältiger Aufbau des Kompensations-L als Luftspule bei trotzdem noch einem hohen Eingangs- Impedanzniveau. Die 80pF sind in der Tat eklig.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels

Ich hatte einmal einen solchen gebaut. Allerdings bloss 4MHz. Ich nahm einen Si7922DN. Ich hatte damals Probleme, Mosfets zu finden, die noch weniger DS-Kapazität besassen bei gleichzeitig >50V DS-Spannungsfestigkeit und mit 5V Gatespannung steuerbar waren. Kennt da jemand bessere? Könnte es sich lohnen, die gewählte Induktivität (3.3uH) noch kleiner zu machen? Ich hatte Angst, dass die Güte dann zu sehr leiden wird.

Gruss

Claudius

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Claudius Zingerli

Noe, einen HF Tastkopf kann man auch einfach aus dem ARRL Handbook abkupfern.

Nutzt aber nix, wenn die nur alle paar tausend Jahre kommt ;-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Geht schon, kannst ja vorher rauftransformieren. Multifilare Wicklung eines #43 Ringkerns geht bis da oben noch so einigermassen, schon hier und da gemacht. In den meisten Faellen habe ich FT43-37 genommen, bei dickerer Primaerwicklung wegen Isolation auch FT43-50. Liegt hier immer knapp ein Pfund von im Labor. Auch geeignet sind Doppellochkerne ("Schweinenasen"), wie man sie in aelteren VHF/UHF Weichen findet. M.W. hat bei Euch Epcos so etwas.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Allerdings sollte man per Strommodulation nicht mehr als ein paar wenige nm erwarten. Die Linienbreite ist auch oft nicht so der Hit, man kommt mit VCSELs nur mit Spezialanfertigungen unter 5MHz. Cleaved Diodes sind viel besser, aber die schaffen meist nicht mal 1nm (mehr nur ueber TEC und das ist langsam). Hatte mir da letztens die Zaehne dran ausbeissen duerfen.

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Das klingt irgendwie nach "handlichem Schrankformat" ;-)

Irgendwann könnte man sich dann wirklich überlegen, das Modulator-Dingens gleich mit Elektronenröhren zu speisen ;-)

Oder doch mit deren modernen Ersatz:

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Es geht ergo auch direkt ohne Klimmzüge.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels

Noe, eine Schaltung dieser Art ist in einem Plastikkasten in der Groesse eines Modem, zusammen mit allem moeglichen anderen Krempel. Die Ringkern-Chose mit Treiber nimmt dabei pro Kanal nur einen halben Quadratzoll, aehm, 3.5cm^2 ein. Und auch nur, weil das "billisch" sein musste, da semi-disposable. D.g. wenn jemand die Tuer zuknallen laesst und das Kabel dazwischen war, wird einfach ein neues geliefert. Und ja, da ist auch ein 8051 mit drin.

Aber nur wenn man Rockefeller heisst ;-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Und das wäre schon viel. Hier geht es aber um die Phasenmodulation eines Laserstrahles mit einem optischen Phasenschub von Größenordnungsmäßig 2pi in einem Zeitraum von 1/100MHz=10 ns.

Die optischen Frequenz eines Lasers resonant zur Cäsiumwellenlänge (852 nm) ist f0=352 THz! Eine Wellenlängenänderung von 1 nm entspricht hier etwa einem Frequenzschub von 500 GHz, also beträgt die nötige Wellenlängenänderung durch den Modulationsstrom 100 MHz/500 GHz*1 nm =

1/5000 nm.

Das ist mit Leichtigkeit durch einen eher kleinen Modulationsstrom selbst bei einem extern stabilisierten Laser hinzubekommen.

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

Das ist wahr, so wenig Hub ist kein Problem.

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Der 2N7000 geht ganz gut. Notfalls einfach mehrere parallel schalten. Die ganze Schaltung dann in LTspice packen inkl. simulierter Leitungsinduktivitäten. Die Hauptbauelemente kannst du dir mit einem der freeware-Tools für Class-E berechnen lassen. In einm der Papers von Sokal stehen auch Fehlerbilder mit entsprechenden Korrekturverfahren drin. War wohl das in der QEX.

- Henry

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Henry Kiefer

Joerg schrieb:

Ja, ärger mich weiter.

Du kriegst regelmäßig dein Mahnschreiben ;-)

- Henry

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Henry Kiefer

Hallo Jürgen,

Habe gerade nachgefragt: Der EOM stammt aus einem alten Experiment...

Jo. Die Bananenbuchsen als Anschluss viele MHz zu übergeben, fand ich auch etwas überraschend.

An der Stelle geht es um den Lock des eigentlichen Uhrenlasers auf eine High-Finesse-Cavity. Für langsame Korrekturen soll der Laser spektroskopisch auf den Uhren-Übergang der MG-Atome in der Falle geregelt werden. Wegen den benachbarten Übergängen im Atom soll das Licht für die (Ramsey-) Spektroskopie unmoduliert sein.

Durch die High-Finesse-Cavity kommt nicht viel durch. Aber Du hast recht: Man könnte die Seitenbäner mit einem Resonator ausfiltern.

Wie funktioniert das?

Crossover-Linien kenne ich nur von der Dopplerfreien Spektroskopie an Atomdampf. Du meinst hier etwas anderes, oder?

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Kai-Martin Knaak                                  tel: +49-511-762-2895
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Kai-Martin Knaak

Bei der Problembeschreibung gab es anscheinend eine kleinere Kommunikationspanne: Der EOM soll "nur" mit 15 bis 17 MHz betrieben werden. Dabei ist tatsächlich die Absicht, mit hoher Spannung zu arbeiten, um richtig viel Licht in die Seitenbänder zu bekommen und ein möglichst großes, störungsfreies PDH-Signal zu bekommen. Die 100 MHz sollen dagegen direkt auf den Strom eines Diodenlasers aufmoduliert werden. In dem Fall also nix EOM, nix hohe Spannung. (Ich fühle mich ein wenig wie einer der Blinden, die jeweils ein Körperteil des Elefanten betasten dürfen)

Bei der Literatur-Suche ein Paper in die Hände gefallen, das den richtigen Titel trägt: "Fast high-voltage amplifiers for driving electrooptic modulators" Holger Müller, rev.sci.instr. 76, 084701 (2005) Da werden fünf Schaltungen mit verschieden Eigenschaften inkl. allen Bauteilwerten vorgestellt und analysiert.

Fazit: Das Problem ist auf der Frequenzskala eine Größenordnung kleiner geworden. Danke für Eure Hinweise.

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Kai-Martin Knaak

Kai-Martin Knaak schrieb:

Ah, alles klar. Die Cavity als Referenz für kurze Zeitskalen und den langsamen Cavitydrift regelt ihr dann über die Atome weg.

Ja wenn es eine Hochfinesse-Cavity ist, wahrscheinlich nicht.

Das macht aber wieder Aufwand und gibt einen Regelkreis mehr, der aus dem Lock fallen kann.

Wenn man keine so hohen Regelbandbreiten braucht, kann man den Laserstrahl mit einem AOM in der Frequenz verschieben; die AOM-Frequenz (generiert z.B. von einem VCO) wird -sagen wir mal mit 100 kHz- FM-moduliert, und das frequenzmodulierte Licht wird dann durch die Atome oder die Cavity, auf deren Transmissionsmaximum (oder Minimum) man locken will, geschickt. Dann schaut man sich die transmittierte Leistung an und demoduliert das Signal in der anderen Quadratur des 100 kHz-Signals. Exakt am Transmissonsextremum ist das Resultat Null.

Das ganze ist also ziemlich ähnlich zur Pound-Derever-Hall-Methode, nur sind üblicherweise die Modulationsfrequenzen geringer.

Doch, die meinte ich.

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

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