Diplomarbeit Sebastian Nickel

Kapitel 2. Das Resonator-QED Experiment
Abbildung 2.7: Schema des Faseroptischen Aufbaus: AS steht für den Laser zur Abstandsstabilisierung,
FS für den Laser zur Frequenzstabilisierung. Die mit I bezeichneten Photodioden
symbolisieren die für den jeweiligen Strahl implementierte Intensitätsstabilisierung. Die mit APD
bezeichnete Photodiode ist eine Verstärkte Lawinenphotodiode, mit der das Transmissionssignal
hinter der Kopplung der Faser an den Resonator aufgenommen wird. Mit den λ/2- und λ/4-
Platten werden die Polarisationen der jeweilige Pfade angepasst.
lung noch mittels elektro-optischer Modulatoren (EOM) phasenmoduliert. Dies dient der
in Kapitel 3 bzw. Kapitel 4 erläuterten Frequenz-, respektive Abstands-Stabilisierung.
Ein EOM wird dabei von einem Lokaloszillator mit 35,7 MHz getrieben, der andere mit
42,8 MHz.
Nach der Einkopplung wird mittels eines Faser-Aufbaus die
Überlagerung der unter-
schiedlichen Pfade vorgenommen. Wie in Abbildung 2.7 zu sehen ist, werden zunächst
Teile der Leistung der Strahlen zur Abstands- und Frequenz-Stabilisierung abgespalten
und auf je eine Photodiode gegeben. Die Signale dieser Dioden werden genutzt um die
Intensität des jeweiligen Strahls aktiv zu stabilisieren. Dazu wird bei Änderung der gemessenen
Leistung am AOM des jeweiligen Strahlengangs die Amplitudenmodulation so
angepasst, dass die Intensität immer auf den Sollwert zurückgeregelt wird. Damit kann
eine etwaige Schwankung der Einkopplung des Laserlichts kontinuierlich ausgeglichen
werden. Die Bandbreite der verwendeten Intensitätsstabilisierung liegt bei etwa 50 kHz,
wodurch auch für kurze Messzeiten von einigen Millisekunden eine äußerst stabile Intensität
gewährleistet werden sollte.
Die anderen beiden Pfade der Faser-Strahlteiler werden dann mit den beiden Eingängen
eines 50/50 Kombinierers verbunden. Die Faser-Strahlteiler und -kombinierer sind bidirektional
und können somit für beide Anwendungen (aufteilen und kombinieren) genutzt
werden. Im gesamten Faser-Aufbau gibt es zwei unterschiedliche Methoden der Verbindung
zweier Fasern. Einerseits besteht die Möglichkeit zwei Fasern mit FC-Steckern
durch einen Adapter zu verbinden, was besonders für konfektionierte Fasern sinnvoll ist.
Bei blanken Faserenden wird jedoch meist eine Spleissung vorgenommen. Dies bedeutet,
dass durch hohe Temperaturen zwei Faserenden thermisch verschmolzen werden. Der
Verlust bei einem solchen Spleiss ist äußerst gering.
Durch die Kopplung in polarisationserhaltende Fasern (PM-Faser, engl: polarisation
maintaining fiber) wird das Licht vom Laser-Tisch zum Vakuum-Tisch gebracht. Um
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