FALC 110 & mFALC 110

高速周波数ロッキングモジュール

線幅狭窄と位相ロッキング用 (mFALC)
15ns以下のシグナルディレイ PIDレギュレーター
90° 位相遅延@45 MHz
レーザーカレント(fast)とスローエレメント(drift)の制御
サブHzのレーザー線幅の実現

Fast Analog Linewidth Control (FALC 110)は線幅狭窄や高速の高帯域周波数ロッキングなどの今までに無い高度なレーザー周波数安定化のためのモジュールです。回路レイアウトを最適化することにより, -3dBの高速シグナルパスが100MHzまで到達できます。- ミキシングFALC (mFALC)は更に位相検出のアナログミキサーから構成され、２台のレーザーの外部RFリファレンスによる高速位相ロッキング用途にデザインされています。

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Specification

設計コンセプト	DC 110シリーズ向けモジュール。広帯域周波数ロッキング(FALC)または2台のレーザーの外部リファレンスへの位相ロッキング (mFALC)
入力部
入力	2系統の高速差分入力。入力オフセットの調節可能。
高速回路部
PID レギュレータ	< 15 ns シングルディレイ
位相遅延	< 45° @ 10 MHz ∼ 90° @ 45 MHz
DC ゲイン	15 dB to 80 dB
出力電圧レンジ	最大 +/- 2 V @ 50 Ω
低速インテグレータ部
バンド幅	10 kHz (グレーティングピエゾまたはレーザーの温度制御用)
DCゲイン	110 dB、典型値
出力電圧レンジ	最大 +/- 5 V, 高インピーダンス負荷
RF 入力 (2台のレーザーのビート信号発生, mFALCのみ対応)
周波数レンジ	10 MHz .. 200 MHz
最適入力電圧レンジ	10 mVpp .. 700 mVpp (-35 .. +1 dBm)
最大入力電圧, DC	5 V
最大入力電圧, AC	4.5 V pp
LO 入力 (ローカルオシレータ。RF信号とのミックス用途、mFALCのみ対応)
周波数レンジ	10 MHz .. 200 MHz, 正弦波推奨
最大入力電圧, DC	2 V
最大入力電圧, AC	2.8 V pp

トプティカ社の波長可変半導体レーザー用に用いる際は、レーザーヘッドにAC変調入力ポートが必要です。

Additional Information

2つのハイフィネスキャビティへロックした2台のECDLのビート測定結果。ロックの一つは、FALC110で実現されました。ビート幅は、8秒にわたって0.5Hz未満を達成致しました。挿入図はビートの位相安定性を示します（J. Alnis、MPQ Garching）

2つのDL DFBレーザーのビート信号のオシロスコープトレース。上部のトレース：フリーランニングレーザー、下部のトレース：mFALCによる位相ロック。

2台のDL DFB (855nm)のビート信号。グレー：フリーランニングレーザー、青：mFALCによるフェーズロック (外部信号10MHzをリファレンス)
Applications
- 広帯域な周波数安定化
- ECDLやDFBレーザーの線幅狭窄化
- 2台のレーザーのフェーズロック
- 差周波の安定化
- 精密な周波数のコントロール (BEC, quantum optics, metrology)
トプティカ社では線幅制御のための拡張モジュールを提供しています。FALC 110やDigilock 110などの高帯域なレギュレーターは最大でサブヘルツの線幅まで到達できます。
Downloads
- 製品カタログ：Scientific Lasers (please see website for latest specs!)
Literature
- アプリケーションノート: 12 orders of coherence control
- 技術記事: Y.N. Zhao et al., Sub-Hertz frequency stabilization of a commercial diode laser, Optics Comm. 283 (2010)
- 技術記事: F. Friederich et al., Phase-locking of the beat signal of two distributed-feedback diode lasers to oscillators working in the MHz to THz range, Opt. Express 18:8 (2010)
- 技術記事: F. Friederich et al., Hybrid continuous-wave demodulating multipixel terahertz imaging systems, IEEE Transact. Microwave Theory and Techn. 58:7 (2010)
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