Development of synchronized laser cavity elements - Nicolas Richterich (2025)
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.