Baru-baru ini, Departemen Teknologi dan Sistem Laser Luar Angkasa dan Astronautika Institut Optik dan Mesin Presisi Shanghai (SIPM), Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS), telah membuat kemajuan penting dalam penelitian stabilisasi frekuensi laser interferometer serat. Untuk pertama kalinya, kelompok penelitian mengadopsi sumbu polarisasi berbeda dari serat pengawet polarisasi untuk membangun sistem stabilisasi frekuensi interferometer ganda, yang digunakan untuk mengunci frekuensi laser dan mengkompensasi fluktuasi frekuensi yang disebabkan oleh suhu serat dengan memanfaatkan perbedaan tersebut. respons pergeseran fasa kedua komponen polarisasi terhadap suhu. Hasilnya dipublikasikan di Optics Letters dengan judul "Laser yang distabilkan FDL tidak sensitif terhadap suhu menggunakan interferometer ganda berbasis PMF". Hasilnya dipublikasikan di Optics Letters.
Penerapan laser ultra-stabil di bidang pengukuran presisi meningkatkan tuntutan terhadap kinerja laser. Laser yang distabilkan frekuensi semua serat berdasarkan jalur penundaan serat telah menarik perhatian karena kekompakan dan keandalannya yang tinggi, serta kemampuannya untuk mencapai penyetelan frekuensi broadband yang cepat. Saat ini stabilitas frekuensi jangka pendek dari laser ultra-stabil tersebut terutama dibatasi oleh kebisingan termal intrinsik serat, sedangkan stabilitas jangka panjang menurun dengan cepat karena gangguan suhu. Pelindung panas multilapis vakum dan tindakan kontrol suhu multitahap lebih sering digunakan untuk menekan gangguan suhu, yang meningkatkan kompleksitas sistem dan dengan demikian membatasi penerapan laser yang distabilkan frekuensi secara luas, dan pendekatan baru sangat diperlukan untuk mengatasi masalah ini.
Gambar 1 Diagram skema laser stabil frekuensi interferometer ganda
Serat pengawet bias secara bersamaan dapat mentransmisikan sinar dengan dua keadaan polarisasi yang ortogonal satu sama lain dan menjaga keadaan polarisasi cahaya yang ditransmisikan tetap stabil. Karena sumbu cepat dan lambat dari serat pengawet bias memiliki koefisien termo-optik yang berbeda, maka responsnya terhadap suhu juga berbeda. Tim mengeksploitasi properti ini dengan menggunakan sumbu cepat dan lambat dari serat pengawet bias untuk mengirimkan sinar laser secara bersamaan, membentuk interferometer serat dua arah dengan parameter berbeda. Frekuensi laser terkunci pada salah satu interferometer, dan fluktuasi suhu serat menyebabkan perubahan jangkauan optik interferometer, yang pada gilirannya menyebabkan fluktuasi frekuensi laser yang distabilkan. Sinyal perbedaan fasa yang diekstraksi dari dua interferometer dapat dicirikan sebagai fluktuasi perbedaan jangkauan optik transmisi laser dalam dua arah polarisasi serat, yang sangat berkorelasi dengan perubahan suhu pada jalur serat. Menggunakan sinyal perbedaan fase yang diekstraksi untuk mengkompensasi variasi frekuensi laser yang distabilkan frekuensi dapat menekan fluktuasi frekuensi yang disebabkan oleh fluktuasi suhu yang sama dengan faktor lebih dari 25. Dengan cara ini, sensitivitas suhu dari laser yang distabilkan frekuensi dapat ditingkatkan secara signifikan, stabilitas frekuensi jangka panjang dapat ditingkatkan, dan laser yang distabilkan frekuensi interferometer serat dapat dipromosikan untuk digunakan dalam mendeteksi gelombang gravitasi di ruang angkasa dan bidang lainnya.
Gambar 2 Fluktuasi frekuensi (a) dan stabilitas frekuensi (b) sebelum dan sesudah kompensasi laser yang distabilkan frekuensi
