| Yhteenveto: | Tässä tutkielmassa kehitetään synkronoituja laserkaviteettielementtejä kahteen laserkaviteettiin FURIOS-laserionilähteessä Jyväskylän yliopiston IGISOL-laboratoriossa. Tavoitteena oli toteuttaa hilakaviteetissa jatkuva taajuuden kaksinkertaistaminen säätämällä BiBO-kiteen kallistuskulmaa skannatessa aallonpituuksia hilalla, kun taas kaksoisetalonkaviteetissa tavoitteena oli korvata kiinteä etalon matalahäviöisellä ilmaraollisella etalonilla ja taajuusvakauttaa se.
Kaviteettien aktuaattorit konfiguroitiin EPICS-moottoreiksi niiden ohjaamista varten ja olemassa olevaa skannausohjelmistoa kehitettiin lisäämällä skanniohjelmia, minkä jälkeen olennaiset kaviteettielementit karakterisoitiin. Taajuuden kaksinkertaistamista kiteen kallistuskulmaa säätämällä lähestyttiin sekä vaihesovittamisen että teho-optimoinnin näkökulmista, kun taas ilmaraollisen etalonin vakauttamiseksi ohjelmaan implementoitiin PID-säädin.
Jatkuvaa taajuustuplaamista kallistuskulmaa säätämällä aallonpituusskannauksen aikana ei saavutettu johtuen hilaskannauksen aikana tapahtuvasta atsimuuttikulman vaihtelusta ja BiBO:n vaihesovituksen kulmahyväksynnän pienuudesta. Kaksinkertaistetun taajuuden maksimi voidaan kuitenkin löytää teho-optimointiskannilla määritellyllä skannausalueella. PID-säädin vakautti ilmaraollisen etalonin taajuuden onnistuneesti poistamalla moodihypyt ja pitkän aikavälin taajuusvaihtelun, mutta säädin myös aiheuttaa pientä lyhyen aikavälin vaihtelua.
Jatkuvan taajuuskaksinkertaistetun aallonpituusskannauksen kehittämistä tulisi jatkaa joko BiBO:n lämpötilavirittämisellä tai käyttämällä vain yhden optisen akselin omaavaa kidettä kulmavirityksessä. Ilmaraollisen etalonin jatkokehityksessä tulisi puolestaan keskittyä mekaanisesti vakaamman peilikotelon rakentamiseen korkeampiheijasteisien peilien avulla.
The aim of this thesis is to develop synchronized laser cavity elements in two laser cavities at the FURIOS laser ion source in the IGISOL facility of the University of Jyväskylä. The task in a grating cavity was to implement continuous intracavity second harmonic generation during wavelength scanning through angle tuning of a BiBO crystal, while in a dual etalon the task was to replace a solid etalon with a low-loss air-spaced etalon and frequency stabilize it.
The actuators in the cavities were configured as EPICS Motors for control and existing scanning software was developed with scanning loops, after which the relevant cavity elements were characterized with various scans. The second harmonic generation angle tuning was approached through phase matching and as a power optimization task, while a PID controller was implemented to stabilize the air-spaced etalon.
Continuous SHG angle tuning during wavelength scanning was not achieved due to variation in the azimuthal angle during grating scanning and the small angular acceptance in BiBO phase matching, but a power optimization scan loop was successfully implemented for a given scan range. The PID controller frequency stabilized the air-spaced etalon successfully by removing mode jumping and long term frequency drift, but introduced small short term oscillations.
Further development of the continuous SHG wavelength scanning should be done with either BiBO temperature tuning or by using an uniaxial crystal in angle tuning, while further development of the air-spaced etalon should happen with a more mechanically robust mirror casing and higher reflectivity mirrors.
|
|---|