基于高带宽直接数字频率合成的激光功率稳定技术

为满足锶原子光晶格原子钟多路激光的功率稳定需求，提出了一种高集成度的数字功率稳定方法，其特征是：通过在现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中实现的比例-积分（PI）控制器直接调整高带宽直接数字频率合成器（DDS）输出信号的幅度，实现声光调制器（AOM）的一级衍射光功率反馈。环内测试结果表明：该方法能将1 Hz处的相对强度噪声（RIN）功率谱密度从-60.1 dBc/Hz降低至-111.2 dBc/Hz，1 Hz处的噪声抑制能力达到51.1 dB，噪声抑制带宽可达10 kHz；160 min内激光功率相对波动从约7.1%降至0.0076%；环路反馈稳定时间为3 μs。相比其他方法，该方法具有响应时间快和集成度高的特点，没有压控衰减器带来的附加幅度噪声等的影响，对于星载型或移动型锶原子光晶格钟等紧凑型实验应用具有重要意义。