Ústav ÚstavKontakt KontaktMapa stránky Mapa stránkyPrivátna zóna Privátna zónaEnglish version English version
Slovensk� akad�mia vied (SAV)
Hlavná stránka
Kontakt
Organizačná štruktúra
História
- - - - - - -
Infraštruktúra
Pracovníci
Oddelenia
Knižnica
Spoločné pracoviská
- - - - - - -
Projekty
Vybrané výsledky
Publikácie a citácie
Výročné správy
- - - - - - -
Doktorandské štúdium
Pedagogická činnosť
Pracovné príležitosti
Zverejňovanie informácií
Ústav arrow Oddelenia arrow Odd. optoelektronických meracích metód arrow Projekty oddelenia arrow Výskum stabilizácie optických frekvencií diódových laserov.
Výskum stabilizácie optických frekvencií diódových laserov.

Projekt agentúry na podporu výskumu a vývoja APVT-51-0121-02

Doba riešenia: 09/2002 - 12/2005

Vedúci projektu: RNDr. Ing. Ján Bartl CSc

Dosiahnuté výsledky

V rámci projektu bola zrealizovaná mechanická zostava optického stola s prizmatickými držiakmi optických elementov. Bola overená funkčnosť elektronických prvkov regulácie laserov s rozšírenou rezonančnou dutinou ECL v Littmanovej a Littrowovej konfigurácii, t.j. modulov DM, I, TC, PZ v zostave MLD 1000 a riadenie ladenia lasera počítačom PC. V rámci riešenia bol navrhnutý, zostavený a overený modul TCP elektrického chladenia "prstu" jódovej kyvety Peltierovým článkom PE. Po vybavením sa zariadením High Resolution Fiber Optics Spectrometer HR 2000 firmy Ocean Optics sa vykonala ištalácia software a nastavenie kalibračných konštánt spektrofotometra. Výstupný signál z HR 2000 bol spracovaný a vyhodnotený špeciálnym software v personálnom počítači. Meraním výkonu bola zistená prevodová konštantu medzi prúdom fotodiódy a výstupným optickým výkonom, ktorá v polovodičovom laseri TEC-500-635-05 LION je 0,03 mW / mA. Hrubým ladením bolo treba vyhľadať kde sa nachádza vrchol výkonovej krivky a potom jemne meniť ladiace napätie tak, aby sme celý systém udržali na vrchole krivky pri danej absorpčnej čiare jódu.

K tomuto účelu bola navrhnutá a zrealizovaná testovacia aparatúra pozostávajúca z elektronických blokov, ladiaceho oscilátora, testovacieho generátora a detektora svetla. S uvedeným vybavením sa vykonali prvé merania záznejov. Na základe dohody s Metrologický ústavom bol zapožičaný model Národného etalónu HeNe/I2 SMÚ 4, do ktorého bol navrhnutý a skonštruovaný generátor modulačného signálu 1f, 3f. Po realizácii bol HeNe laser použitý ako optický zdroj pre sledovaníe záznejov s polovodičovým laserom. Ing. Jackom bola skonštruovaná experimentálna elektronika umožňujúca zamknúť (zastaviť) laser na definovanej vlnovej dĺžke/frekvencii f. Okrem generátora 1f, 3f elektronikaj pozostáva z predzosilňovača a filtrov na 3f, ako demodulátor je zaradený lock-in-amplifier LIA-MV-150. Bol zealizovaný ladiaci blok a blok manuálneho zamknutia.

Schéma opticko-mechanickej časti Pôvodná mechanicko-optická zostava bola doplnená časťou, ktorá slúži k optickému naviazaniu HeNe/I2 lasera s diódovým laserom ECL v zostave podľa obrázku vpravo (obr.1). K dopleniu zostavy ECL bol použitý riešiteľmi vyvíjaný model Národného etalónu dĺžky, laser s typovým označením SMÚ 4 (HeNe na obrázku), lavínová (avalanche) dióda APD so zosilňovačom a analyzátor spektra HP Spectral Analyzer ESA-L 1500 A (s rozsahom 9 kHz - 1,5 GHz). Tieto prístroje a niektoré mechanicko-justačné prvky boli zapožičané od SMÚ. Pri vzájomných porovnávaniach laserov sa ukázalo, že zaujímavá spektrálna oblasť na porovnanie predstavuje len cca 0,2 nm. Dr. Hain navrhol a zrealizoval nový software a hardware na báze mikropočítača AduC 831 (program ovládania v assembleri, ovládací a komunikačný program s PC, ktorý umožňuje jemné preladenie ECL lasera v užšom rozsahu 0,1- 0,2 nm s inkrementom 0,05 nm a tiež aj zakľúčovanie lasera na požadovanej vlnovej dĺžke.

obr.3obr.2

Záver

Postavená zostava a vykonané merania umožňujú analyzovať vlastnosti ECL lasera v zostave s jódovou celou. Pri riešení sa ukázlo, že naladenie lasera na požadovanú vlnovú dĺžku je možné len pri určitom nastavení parametrov lasera, tj. je nevyhnutné nastavenie určitého konkrétneho výkonu lasera a teploty laserového chipu.

Publikácie, ktoré vznikly počas riešenia projektu:

Publikácie v karentovaných časopisoch

BARTL, J.: Preparation of depth setting standards of type A1 at the Slovak Institute of Metrology. Metrologia 2002, Vol.39, No.4, p.355-360

BARTL, J.- FIRA, R.: Laser-interferometric device for calibration of ring gauges. Optica Applicata, 23, 2003, No. 2-3, pp 403-409

GUTTENOVA, J.- BARTL, J.: Theory of Doppler-free Saturation Spectroscopy (Prispevok zaslanýv r. 2005 do CC časopisu Optica Applicata).

Publikácie v nekarentovaných časopisoch

BARTL, J.-FÍRA, R.- JACKO, V.: Tuning of the laser diode. Measurement Science Review, 2002, Vol.2, Section 3, p.9-15

BARTL, J.: Laserové metódy merania tvaru 3-D telies. Metrologické listy, 27, 2004, č.2, s.17-22

HAIN, M.- BARTL, J.- JACKO, V.: Laserový merací systém pre rýchle meranie geometrických parametrov funkčných plôch komutátorových teliesok elektromotorov. Metrológia a skúšobníctvo, 9, 2004, č.3, s.4-6

HAIN, M.- BARTL, J.- JACKO, V.: Laser measuring system for the fast measurement of functional geometric parameters of electric motor commutator. Jemná mechanika a optika, 49, 2004, č.11-12, s.334-335

BARTL, J.- BARANEK, M.: Emissivity of aluminium and its importance for radiometric measurement. Measurement Science Review, 4, Section 3, 2004, p.31-36, http://www.measurement.sk/2004/S3/p3.html

GUTTENOVÁ, J.- VOJTEK, P.: Analýza priečneho laserového zväzku transformovaného šošovkou. Jemná mechanika a optika, 50, 2005, č.3, s.76-79

BARTL, J.: Realizácia jednotky dĺžky. Metrologické listy, 30, 2005, č.2, s.57-75

GUTTENOVÁ, J.: Vyšetrovanie laserových zväzkov mechanickými skanovacími zariadeniami alebo CCD kamerou. Metrológia a skúšobníctvo, 10, 2005, č.4, s.4-11

Vysokoškolské skriptá

BARTL, J.: Aplikovaná fyzika. Bratislava, VŠVU 2005, 102 s., ISBN 80-88675-98-7

Príspevky v zborníkoch z vedeckých konferencií (prednášky, postery)

BARTL, J.: Aplikácia laserov pri meraní dĺžok. In: XVIII. Zhromaždenie KZ SR, Zborník prednášok, kalibračné združenie SR, Bratislava 2002, s.111-117

BARTL, J.: Fyzikálne základy merania dĺžky a geometrických veličín. In: Zborník prednášok kurzu Škola dĺžky, Kalibračné združenie SR, Bratislava 2003, s. 23-29

BARTL, J.: A Laser-interferometric Device for Ring Gauges Calibration. In: Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, Krzyźowa, Poland, 2002, Proc. the Abstracts of XIIIth Polish-Czech-Slovak Optical Conference, s.D4

BARTL, J.: Polovodičový injekčný laser. [Interný seminár riešiteľov projektu APVT]. Bratislava, Ústav merania SAV 16.7.2004, 6s.

HAIN, M.: Bezdoplerovská spektroskopia. [Interný seminár riešiteľov projektu APVT]. Bratislava, Ústav merania SAV 16.7.2004, 6 s.

GUTTENOVÁ, J.: Laser Beam Scanning by Mechanical Principle or by CCD Camera. . In: Proceedings Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, Nitra, SPIE CS & Katedra fyziky Slovenskej poľnohospodárskej univerzity 2004, s.49

GUTTENOVÁ, J.: Laser Beam Scanning by Mechanical Principle or by CCD Camera. In: Mechanical Engineering 2004, Proceeding of abstracts, Faculty of Mechanical Engineering, Slovak University of Technology, Bratislava 2004, s. S2-36

BARTL, J.: Fyzikálne základy merania geometrických veličín. In: Meranie dĺžky a kalibrácia meradiel dĺžky v praxi. Hotel Detva, Kalibračné združenie SR, Bratislava 2005, s. 3-16

Doktorandské a diplomové práce

GUTTENOVÁ, J.: Priestorové charakteristiky laserových zväzkov. [Rigorózna práca] Bratislava, FMFI UK 2004, 62 s.

Výskumné správy

NAVRÁTIL, V.- GÖNCZÖL, T.: Analýza metrologických parametrov lasera SMU 4, porovnanie s NE dĺžky s následným vyhodnotením č.ú 210 011 ,Výskum stabilizácie optickej frekvencie diódových laserov. Bratislava: SMÚ, sept.2003, 8s.

NAVRÁTIL, V.- GÖNCZÖL, T.: Výročná správa 2003 úlohy 210 011. Časť laser SMU 4 a Projekt APVT-51-012102: Výročná správa 2003 úlohy 210 011. Bratislava: SMÚ, dec.2003, 13s.

BARTL, J.: Výskum stabilizácie optických frekvencií diódových laserov. [Správa 2. etapy riešenia projektu APVT-51-012102] Bratislava, Ústav merania SAV 2004, 7 s.

BARTL, J.: Výskum stabilizácie optických frekvencií diódových laserov. [Správa 3. etapy riešenia projektu APVT-51-012102] Bratislava, Ústav merania SAV 2005, 6 s.

 
Measurement Science Review (on-line časopis)
Konferencie
Semináre
Aktuality
Pracovníci Oddelenia optoelektronických meracích metód