Diplomarbeit Sebastian Nickel

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Kapitel 4. Abstandsstabilisierung der Koppelfaser 4.2.1 Abstandsabhängigkeit von Transmission und Fehlersignal Variiert man den Abstand der Koppelfaser zum Resonator, so steigt das in der Frequenz stabilisierte Transmissions-Signal vom kritischen Koppelpunkt aus zur Über- und Unterkopplung hin an. Dies ist in Abbildung 4.5a zu erkennen, wo der Abstand der Faser zum Resonator mit einer Frequenz von 0, 5 Hz gescannt wird und die kritische Kopplung am schwarz markierten Punkt überschritten wird. (a) Transmissionssignal bei Abstandsvariation (b) Fehlersignal bei Abstandsvariation (c) Scansignal zur Abstandsvariation Abbildung 4.5: In (a) und (b) sind das Transmission-Signal bzw. das Fehler-Signal bei aktiver Frequenzstabilisierung und zeitlich variiertem Faser-Abstand zum Resonator dargestellt. Die grauen Daten sind jeweils Glättungen durch Mittelwertbildung über einhundert Datenpunkte. Die schwarzen Striche markieren den Abstand kritischer Kopplung. In (c) sieht man das Scan- Signal aus der Software, sowie die an die Daten angepasste Sinus-Funktion (weiß). 56
4.2. Ergebnisse der Abstandsstabilisierung Die notwendige Monotonie des Fehlersignals um den Punkt kritischer Kopplung ist, wie in Abbildung 4.5b zu sehen, gewährleistet. In beiden Graphen sind zur Veranschaulichung auch über 100 benachbarte Datenpunkte geglättete Datensätze eingezeichnet (jeweils grau). (a) Transmissionssignal um die kritische Kopplung (b) Fehlersignal um die kritische Kopplung Abbildung 4.6: (a) Transmissionssignal in Abhängigkeit des Faserabstands zum Resonator nach Glättung der Daten über 100 Punkte. Die an die Daten angepasste Funkton aus Gleichung (4.2) ist in orange gezeigt. (b) Fehlersignal der Abstandsstabilisierung in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandes zwischen Faser und Resonator. Der rot markierte Punkt entspricht dem Abstand bei kritischer Kopplung. Diese Glättung entspricht einer Filterung der Daten mittels eines 250 Hz-Tiefpass-Filters. Die zeitliche Veränderung des Abstands kann genutzt werden um die Transmission und das Fehlersignal gegen den relativen Abstand zum Resonator aufzutragen. Dazu wird die an die Variation des Abstands angepasste Sinus-Funktion (siehe Abbildung 4.5c) verwendet. Mittels dieser Funktion kann in einem monotonen Teilbereich die Zeitkoordinate einer Spannungsänderung zugeordnet werden. Diese Spannung am attocube-Piezo definiert einen relativen Abstand d, bezogen auf die ursprüngliche Ausdehnung des Piezo. 57
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Kopplung, Charakterisierung und akt
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Inhaltsverzeichnis 5 Zusammenfassun
Seite 6 und 7:
Einleitung andernfalls nicht stabil
Seite 8 und 9:
Kapitel 1. Theoretische Grundlagen
Seite 10 und 11: Kapitel 1. Theoretische Grundlagen
Seite 29 und 30: 2 Das Resonator-QED Experiment In d
Seite 31 und 32: 2.1. Aufbau des Experiments Abbildu
Seite 33 und 34: (a) Frontansicht der Ziehanlage (b)
Seite 35 und 36: 2.2. Der Resonator Abbildung 2.5: D
Seite 37 und 38: 2.3. Das Lasersystem Abbildung 2.6:
Seite 39 und 40: 2.4. Auspumpen der Vakuumkammer sow
Seite 41 und 42: 3 Aktive Frequenzstabilisierung des
Seite 43 und 44: 3.1. Anwendung des Pound-Drever-Hal
Seite 55 und 56: 4 Abstandsstabilisierung der Koppel
Seite 57 und 58: 4.1. Konzept und Umsetzung der Abst
Seite 59: 4.2. Ergebnisse der Abstandsstabili
Seite 63 und 64: 4.2. Ergebnisse der Abstandsstabili
Seite 65 und 66: 4.2. Ergebnisse der Abstandsstabili
Seite 67 und 68: 5 Zusammenfassung und Ausblick In d
Seite 69 und 70: A Anhang Abbildung A.1: Termschema
Seite 71 und 72: Abbildung A.3: Schaltplan des Misch
Seite 75 und 76: Literaturverzeichnis [1] Jaynes, E.
Seite 77: Literaturverzeichnis [32] Steck, D.
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