Diplomarbeit Sebastian Nickel

4.2. Ergebnisse der Abstandsstabilisierung
der Polarisation, übersetzt sich deren Schwankung in eine Intensitätsänderung auf dem
Transmissions-Signal.
Die Stabilität der Polarisation wurde im Zuge dieser Langzeitmessung schon verbessert,
indem die in Abbildung 2.6 vor der Fasereinkopplung zu sehenden λ/2-Platten durch so
genannte Berek-Kompensatoren ersetzt wurden. Hiermit ist es möglich, die Polarisation
des des Lichts vor der Einkopplung in die polarisationserhaltende Faser (PM-Faser)
sehr genau zu justieren, was eine stabile Polarisation am Punkt der Kopplung von Faser
und Resonator gewährleisten sollte. Die verbleibenden Schwankungen des Transmissions-
Signals bei dieser Messung von im Mittel 4, 5 mV, können jedoch noch auftretenden
Polarisationsschwankungen geschuldet sein, oder von einer nicht perfekten Intensitäts-
Stabilisierung stammen. Das Fehlersignal, in welchem die Transmissions-Schwankungen
auf Grund des starken Rauschens nicht aufzulösen sind, ist in Abbildung 4.8b dargestellt.
Die Länge der aufgenommenen Zeitspanne dieser Messung ist lediglich durch die maximale
Kapazität des verwendeten Speicheroszilloskops beschränkt. Der Resonator kann
über wesentlich längere Zeiten in Frequenz und Abstand stabilisiert werden. Um die
Qualität der Stabilisierung jedoch abschließend bewerten zu können, sind einige Messungen
nötig, die im Rahmen dieser Arbeit noch nicht vorgenommen wurden. Beispielsweise
sollte die Polariations- und Intensitäts-Stabilität erneut überprüft und gegebenenfalls
verbessert werden, um die störenden Schwankungen zu eliminieren. Dadurch
könnte eine genauere Analyse der Stabilisierung möglich werden. Eine Messung auf unterschiedlichen
Zeitskalen, die einen Vergleich des Transmissions-Signals mit und ohne
die Abstandsstabilisierung zulässt, wäre sinnvoll. Dabei sollten kurze Messungen, bei denen
die Abstands-Regelung definitiv keinen Einfluss auf die Stabilität der Transmission
hat verglichen werden mit solchen, die weitaus länger sind als die durch die Bandbreite
bestimmte Regelungs-Zeit der Stabilisierung.
4.2.3 Abschätzung der Abstandsschwankungen
Mittels Anpassung der Funktion aus Gleichung (4.2) an einen Abstands-Scan im unterkoppelten
Bereich, ergibt sich die Möglichkeit eine obere Abschätzung für die Stabilität
des Abstandes zu erhalten. Hierzu wird unter der Annahme einer idealen Frequenz-
Stabilisierung davon ausgegangen, dass alle Schwankungen des Transmissions-Signals
durch Abstandsänderung von Koppelfaser und Resonator bedingt werden.
Eine Messung der Transmission bei aktivierter Frequenz-Stabilisierung im unterkoppelten
Bereich wird aufgenommen, bei welcher der Abstand gescannt wird. Diese Daten
sind in Abbildung 4.9a zu sehen. Auch hier sind die Daten mittels der in Abschnitt 4.2.1
beschriebenen Mittelung geglättet worden. Im unterkoppelten Bereich ergibt sich bis
zur kritischen Kopplung hin ein monotoner Verlauf des Transmission-Signals. An diesen
Verlauf wird analog zu Abbildung 4.6a die Funktion aus Gleichung (4.2) angepasst.
Mit der Umkehrfunktion
d(T ) = 1
γ ln
� �
1 2
√
˜κ T − T0 + 1
��
− 1
(4.3)
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