DigiLock 110: デジタルロックモジュール

デジタルレーザーロッキングモジュール

  • FPGAベースのレーザーロッキング：簡単＆フレキシブル
  • フルデジタル，コンピュータ制御
  • 高速レスポンス, 高帯域幅
  • マルチPID, ロックイン, Pound-Drever-Hall, FFT
  • クリック & ロック, リロック, ネットワーク解析, シミュレーション機能

 

トプティカ社の DigiLock 110 はレーザー制御, 安定化, 特性評価・解析のための汎用性の高いソリューションです。そのデジタル機器は、使いやすく柔軟かつインテリジェントな機能になっております。 FPGAベースのハードウェアは高帯域幅と柔軟性のある動作を可能にし、ソフトウェアは簡単に全ての概要を確認操作可能で、必要であれば全ての細部の調整ができます。

Application Note - Phase and Frequency Locking of Diode Lasers

The DigiLock 110 features multiple digital controllers. PID parameters, bandwidths, etc. can be digitally entered. The user can easily go back to well proven parameter sets and change parameters in well defined steps. With the parameters given, the DigiLock can calculate the controller frequency response in amplitude and phase and visualize it – a useful tool in optimizing locking performance, especially in conjunction with spectrum and network analysis.
The DigiLock 110 AutoLock feature controls multiple PIDs and the analog P simultaneously. It scans the laser to the desired lock point, and enables all PIDs at the right moment. The DigiLock can detect a correct lock through several means, allow a lock only under certain circumstances and try to relock in a well defined and controlled way once it does fall out of lock. This intelligence makes locking lasers a lot more comfortable and maximizes measurement time for the user.
The DigiLock 110 module supports the user in many ways. When optimizing laser locking parameters, it is useful to see, how the spectrum of the error signal looks like. The DigiLock can not only display time signals, but it can also display the spectrum of a signal. Oscillations can be easily detected and residual laser noise analyzed. Also, the frequency response of the actuators in the laser play an important role when choosing corner, modulation and filter frequencies. DigiLock offers network analysis functions for determining actuator bandwidth and resonance frequencies.
  • Specifications
    • Functionality Overview

      機能：仕様単位特記事項
      スキャン機能   
      スキャン周波数0.1 Hz - 33 MHz いくつかのチャンネルではバンド幅に制限があります
      波形種類サイン波, 三角波, 方形波, ノコギリ波  
      PID機能 1   
      信号遅延時間(レイテンシー)200nsADCおよびDACの遅延も含んだ値
      パラメータP, I, D, I cut-off  
      PID機能 2   
      信号遅延時間(レイテンシー)200nsADCおよびDACの遅延も含んだ値
      パラメータP, I, D  
      アナログ Pファンクション   
      バンド幅21 MHz (-3 dB, -200° 位相)  
      ロックイン機能   
      Modulation frequency12 Hz - 781 kHz  
      パウンド・ドレバー・ホール機能   
      変調周波数1.56, 3.13, 6.25, 12.5, 25MHz

       

    • Input Channels

      入力チャンネル分解能サンプリングレートバンド幅レンジインピーダンス特記事項
       (bit) (Hz)(-3 dB) (Hz)(V)(Ohm) 
      メインイン14100 M14 M± 2.150Input signal at

      has to be between ± 3.5V; it can be shifted with the and amplified with the PGA

      Auxイン14100 M15 M± 2.150 
      Preciseイン16200 k50 k± 2.010 k 
      DCC Iact16100 k15 k± 13.140 kSYS DC 110 バックプレーン
      DTC Tact16100 k15 k± 13.140 kSYS DC 110 バックプレーン
      AIO 1 イン16100 k15 k± 12.547 k通常は出力用に使用
      AIO 2 イン16100 k15 k± 12.547 k 
      Sum イン  27 M± 1.050Bandwidth between and
    • Output Channels

      出力チャンネル分解能サンプリングレートバンド幅レンジ50 Ohm特記事項
       (bit)(Hz)(-3 dB) (Hz)(V)driver 
      Main out14100 M19 M± 1.0YesSum of and Analog P branch
      Aux out14100 M19 M± 1.0Yes 
      SC 110 out21100 k18 k± 6.5NoSYS DC 110 バックプレーン
            amplification by 15 with SC110
      DCC Iset21100 k18 k± 6.5NoSYS DC 110 バックプレーン
      DTC Tset16100 k18 k± 6.5NoSYS DC 110 バックプレーン
      AIO 1 out16100 k16 k± 6.5No 
      AIO 2 out16100 k16 k± 6.5No通常は入力用に使用
      Error out  20 M± 1.7YesError out = (+ ) x Gain/2; bandwidth between

      and

      TRIG   0, 2.6Yes 
    • General

      概要仕様
      供給電圧± 15 V
      供給電流 +15 V (typ)700 mA
      供給電流 -15 V (typ)200 mA
  • Additional Information
    The DigiLock 110 module makes laser locking easy. Many supporting features help beginners and experts alike. After selecting a slope or peak in a spectrum, the software can trace this feature in consecutive scans of the laser. With a mouse click, the laser scans to the desired lock point and activates the lock, exactly where the user wants it.
    The DigiLock 110 module offers both Lock-In and Pound-Drever-Hall techniques for top-of-fringe locking. Both techniques work with modulating/demodulating the laser frequency and the measured photo diode signal. The modulation frequencies are variable and reach up to 780 kHz for the Lock-In module and up to 25 MHz for the Pound-Drever-Hall module. These high modulation frequencies allow for a higher locking bandwidth and therefore a more stable lock.
  • Applications

    原子レーザー冷却 ＆トラッピング
    イオンレーザー冷却 ＆トラッピング
    量子ガス縮退 (ボーズアインシュタイン凝縮, DFG)
    リュードベリ励起
    光ポンピング & EIT
    量子ドット & マイクロキャビティー
    センシング & 度量衡計測
    コンピューティング & シミュレーション
    分光学
    光周波数コム分光

  • Downloads


    Software
    最新版のDigilockソフトウェアがダウンロード可能です。ご評価目的のために、Digilock本体がなくてもソフトウェアのインストールおよびテストを行うことが可能です。


    Tutorials
    Part 1 - Introduction
    Part 2 - Basic locking
    Part 3 - Advanced locking

  • Literature

    アプリケーションノート: Trapping and quantum computing

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