超快激光同步
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?
BOC – 平衡光学互相关器
BOMPD – 平衡光微波相位检测器
E-SYNC 多功能精密相位和频率锁定电子设备
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
MTGEN – 平衡光学微波相位检测器
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。