Ich erforsche ein neues Verfahren zur Justierung optischer Kavitäten, das Radio Frequency Jitter Alignment Sensing Scheme (RFJAS) genannt wird.
Dieses Schema ergänzt die bisher verwendete Wavefront-Sensing-Methode.
Dabei wird ein elektro-optischer Strahlablenker genutzt, um Seitenbänder höherer Moden (HOM) zu erzeugen.
Diese Seitenbänder können mit HOM-Signalen überlagert werden, die durch eine leichte Fehlstellung entstehen.
Durch Demodulation dieses Schlagsignals lässt sich die vollständige Ausrichtung der Kavität bestimmen – vorausgesetzt, die Modulationsfrequenz ist korrekt gewählt.
Das Schema zeigt die Laserquelle, den elektro-optischen Strahlablenker, zwei Spiegel (PZT1 und PZT2) sowie die Kavität.
2. Automatisierung des optischen Aufbaus mit LabVIEW
In einem Experiment kommen stets viele Geräte gleichzeitig zum Einsatz.
Würde ich jede Messung manuell durchführen, würde es ewig dauern.
Deshalb habe ich LabVIEW gelernt und meinen gesamten Aufbau automatisiert.
Mein erstes Programm steuert die Modulations- und Demodulationsfrequenz sowie die Phase des elektro-optischen Ablenkers.
Anschließend wird die Ausrichtung (Kipp- und Translationsfreiheitsgrad) automatisch über einen Funktionsgenerator angesteuert, der mit den Spiegeln verbunden ist.
Das Signal der Photodiode im Reflexionspfad wird in einer Textdatei gespeichert.
Nach jeder Iteration aktualisiert das Skript Frequenz und Phase und wiederholt den Ablauf beliebig oft.
3. COMSOL-Simulationen
COMSOL ist ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zur Simulation optischer Komponenten.
Ich habe damit untersucht, wie sich der Brechungsindex in Lithiumtantalat (LiTaO3) durch eine hochfrequente Spannung verändert.
Dieser Effekt führt zu einer Ablenkung des Strahls.
Die simulierten Ablenkwinkel stimmten sehr gut mit meinen Messungen überein.
Abbildung 1 zeigt das elektrische Feld im Kristall, während Abbildung 2 das Feld in einer elektro-optischen Linse darstellt.
Diese Linse eignet sich für Mode-Mismatch-Sensing und dient nicht direkt der Ausrichtung.
Mit Zemax habe ich die Ausbreitung eines gaußschen Strahls durch verschiedene Linsenanordnungen simuliert.
Das war kein offizielles Forschungsprojekt, sondern eher eine Nebenübung, um besser zu verstehen,
wie sich Parameter wie Krümmung und Abstand auf Fokus und Strahltaille auswirken.
Diese Simulationen waren extrem hilfreich, um im Labor schneller ein Gefühl für die richtige Anpassung optischer Systeme zu bekommen.
