自由电子激光器 (FEL) 等高强度光源是分子水平前沿研究的关键。通过超短脉冲,它们提供必要的时间和亚原子空间分辨率。为了在自由电子激光源中产生光,需要将多个电气和光学元件与主时钟(该设施的射频标准)同步。挑战在于这些组件分布在千米长的距离上,并且该应用需要在几飞秒范围内实现同步精度。

对于此类任务,利用 Cycle 的 PULSE 等光定时分配系统 (TDS) 在光域中分配定时信号,从而提供长距离稳定传输。首先,使用平衡光微波相位检测器 (BOMPD) 将设施的射频信号印印到低噪声锁模激光器(光学主振荡器)上。随后,激光信号耦合到定时稳定偏振保持 (PM) 光纤链路,将信号分配给各个客户端。光纤网络包括一个带有光延迟线和平衡光互相关器 (BOC) 的反馈系统,以补偿信号传输时的波动。最后,在TDS的远程站,压控振荡器连接到另一个BOMPD以产生低噪声微波信号。

例如,这种方法用于中国的大连相干光源(DCLS),该光源实现了20 fs RMS及以下的时序抖动,以同步其射频时序信号。此外,在这种现代FEL上实施Cycle的BOMPD来转换射频和光定时信号,可以实现高精度实验和对分子动力学的新见解。

各个实验站分布在同步加速器或粒子加速器等广泛设施中。有时它们相距数百米甚至公里,仍然需要飞秒级的高时间同步。

为了运行这样的系统,通常通过主时钟提供中央射频 (RF),并用于精确同步所有客户端。为此,必须高精度地分配定时信号。

这种定时分配系统的一种明显方法是将电信号直接传送到客户端。然而,这样信号就很容易受到温度、湿度等干扰的影响。那么,如何传输信号,避免这种环境影响呢?

为了完成这项任务,全球许多大型科学设施都依赖 Cycle 的 PULSE 或 WAVE 授时系统。他们的基本思想是将射频信号转换为光信号,在长距离分布时比电磁信号稳定得多。该设施的射频信号被印在激光器上,然后激光信号耦合到定时稳定极化保持 (PM) 光纤链路,将信号分发给远程客户端。光纤网络包括一个反馈系统,用于补偿信号传输时的波动。在客户端站点,定时信号分别用于通过 BOC 同步远程激光器或通过 BOMPD 同步到微波源(压控振荡器)。

BOC – 平衡光学互相关器

BOC 允许在相同的中心波长下超精确测量两个独立光脉冲序列之间的定时抖动

BOC 用于千米距离内的亚飞秒光纤链路稳定。由于采用平衡的光学检测方案,BOC 提供了极高的定时灵敏度、阿秒定时分辨率、幅度不变性和对环境波动的鲁棒性。BOC的输出是基带电压信号,与两个源之间的相对时间延迟成正比。该输出反过来可用于锁相环以同步两个光源。标准波长为 800 nm、1030 nm 和/或 1550 nm。

BOMPD – 平衡光微波相位检测器

BOMPD 允许超精确测量光脉冲序列和微波信号相位之间的定时抖动。 BOMPD 生成的基带信号与两个输入之间的时序误差成正比,该基带信号又可用于锁相环配置,以将激光器与微波源紧密同步,反之亦然。由于其平衡的检测方案,BOMPD不受光源和微波源幅度波动的影响,并极大地抑制了光检测过程中的AM-PM转换噪声。Cycle 为 BOMPD 提供了两个附加功能,以补充我们客户的应用:射频生成选项(包括用于生成基于光时钟的射频信号的低噪声 VCO)和低噪声选项(低至 5 fs 同步)。标准光学波长为 800 nm、1030 nm 和 1550 nm。请联系我们的一位定时专家来满足您的定制需求。

E-SYNC 多功能精密相位和频率锁定电子设备

E-SYNC具有先进的锁相电子设备,提供全面易用的用户界面,允许自动搜索和锁定。 E-SYNC产生与两个输入之间的时间误差成比例的基带信号,该基带信号又可用于锁相环配置,以使激光器与微波源同步,反之亦然,或使两个微波源同步。 E-SYNC具有广泛的选项,包括精确的谐波锁定、激光步进控制、RF再生、外部参考输入(10 MHz/100 MHz/1 GHz)、ECOPS、ASOPS等。

F&T 最低噪声水平的F&T(射频信号&时间信号)生成和传输系统

开机即用的射频信号&时间信号生成和传输系统,具有无与伦比的精度。F&T系统由两个信号生成和分配子系统组成。 它可以在同一机架内容纳铷或铯时钟,也可以集成外部有源氢微波激射器信号。 如有必要,F&T信号可以通过相位稳定的同轴电缆或主动稳定的光纤链路传输到多个远端,提供飞秒级的稳定性。 此外,该系统还包括具有UTC跟踪和参考功能的GNSS接收器、用于精确1PPS测量的高分辨率时间间隔计数器以及用于详细相位和频率分析的相位计,从而实现实时性能监测。

MTGEN – 平衡光学微波相位检测器

MTGEN 是一个参考时间发生器,提供 1PPS、IRIG 和 NTP 输出。 它从原子频率标准(10MHz 或 100MHz)中导出本地时基,并包括一个用于 UTC 跟踪和参考的多星座 GNSS 接收器。 IRIG 信号与生成的 1PPS 相位对齐,确保输出之间的时间相关性一致。每个 1PPS 输出都可以单独延迟调整,以满足特定的同步需求。

PULSE 最低噪声水平的光纤时间频率同步分发系统

PULSE利用锁模激光器(即光学主振荡器,简称OMO)固有的低噪声脉冲串,并将其用作其时间信号,可参考光学或RF时钟。精心选择的OMO 时间信号通过光纤时间链路传输到多个终端站,在那里使用Cycle的独家专利平衡光互相关器(BOC)以阿秒as分辨率检测传输延迟并进行主动补偿。 在稳定光纤链路的输出端,超快激光器或RF微波源可以与输出端紧密同步,从而与OMO 时间信号同步。这可以通过Cycle的独家专利TCBOC(用于光-光同步的双色平衡光互相关器)或BOMPD(用于RF与光同步的平衡光-微波相位检测器)来实现。当然,PULSE独有的控制系统,全自动化处理整个过程,并记录所有关键的系统性能数据,提供24/7、365天的亚飞秒时间频率同步分发,只需点击按钮即可同步。

SONATA–1030 nm Yb飞秒激光器

SONATA–1030 nm Yb飞秒激光器

无SESAM、全PM、低噪声光纤激光器,具有高环境稳定性
  • 开机即用、操作简易
  • 30秒激光启动时间
  • 高频和强度稳定性
  • 低时间抖动和相对强度噪声(RIN)
  • 1030 nm双隔离输出端口

SOPRANO-CA 1550nm光纤飞秒激光器

1550nm光纤飞秒激光器SOPRANO-CA Cycle的SOPRANO-CA飞秒激光器性能卓越,因其干净脉冲形状、低相对强度噪声而备受赞誉。这使其特别适用于材料分析、半导体测试等领域。SOPRANO-CA激光器设计为可全天候连续运行,无需水冷,将先进功能与经济性完美结合,使其成为科学和工业领域极具吸引力的选择。

TCBOC – 双色平衡光学互相关器

TCBOC 允许在不同中心波长下超精确测量两个独立光脉冲序列之间的定时抖动。 TCBOC 是 Cycle 著名的专利(单色)BOC 的自然延伸,用于数公里距离内的亚飞秒光纤链路稳定。由于采用平衡的光学检测方案,TCBOC 提供了极高的定时灵敏度、阿秒级定时分辨率、幅度不变性和对环境波动的鲁棒性。TCBOC 的输出是基带电压信号,与两个源之间的相对时间延迟成正比。该输出反过来可用于锁相环以同步两个光源(例如,将钛蓝宝石激光器锁定到低噪声光纤振荡器)。标准波长为 800 nm、1030 nm 和/或 1550 nm。

WAVE 最低噪声水平的光纤射频信号传输系统

WAVE Link允许使用光纤将射频信号和时间信号精确传输到公里之外的距离,其稳定性优于最先进的微波激射器。 它由发射机(TX)和接收机(RX)单元组成,两者都配备了先进的Cycle电光调制和光纤延迟稳定技术。 其模块化设计支持特定应用的配置,包括稳定的1PPS、IRIG和NTP传输、时间间隔计数器、相位/频率计以及GNSS跟踪和参考。

WBOC – 波导平衡光学互相关器

波导-BOC 需要的输入脉冲能量要少得多,非常适合高重复的片上激光源和微梳。 它提供极高的定时灵敏度、zepto-second 定时分辨率、幅度不变性和对环境波动的鲁棒性。WBOC的输出是基带电压信号,与两个源之间的相对时间延迟成正比。它可以与 Cycle ESYNC 结合使用,以同步两个片上激光源。
超快电子衍射
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如果你想深入了解分子或其他样品中的化学、电子或结构转变,你最终将进行时间分辨的x射线实验。 这些实验使用泵浦探针装置,首先用飞秒激光将样品“泵浦”到激发态,然后样品从激发态弛豫。然后,用第二激光“探测”弛豫过程,例如用自由电子激光(FEL)的超短脉冲。在这样的实验...
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超快时域光谱是一种测量固体和其他材料快速动力学的方法。 对于这些测量,样品被泵浦激光脉冲激发,并在材料内部产生扰动。随后,第二脉冲激光的脉冲(相对于第一脉冲略有延迟)测量由诱导扰动引起的样品的激发状态。为了获得关于激发衰减随时间变化的信息,需要改变两个激光脉冲之间...
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光微波相位检测与同步
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自由电子激光器(FEL)等大型加速器设施需要设备在长达数公里的距离内精确同步。通常,这些设施的激光器需要锁定到主微波源,如微波激射器。 Cycle的平衡光学微波相位检测器(BOMPD)以世界领先的长期稳定性和精度解决了这个问题。 十多年来,Cycle的BOM...
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例如,望远镜用于接收来自遥远天体的辐射。 对于望远镜的分辨率来说,天线的直径是决定性的。然而,建造尺寸巨大的天线成本高昂,并受到静态问题的限制。多个天线阵列可以克服大型望远镜的结构限制。天线分布在一个区域上,由单个天线测量的信号通过干涉测量法进行组合。这样,可以实...
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在2021年的《自然物理》杂志上,来自帕萨迪纳加州理工学院的Kerry J.Vahala周围的科学家演示了如何使用平衡光学互相关器(BOC)作为光学时间抖动的超精确测量设备。 他们的实验精确地测量了微腔中孤子对的时间抖动,并可以确定量子噪声对相对孤子运动的影响。 ...
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