4. Phương pháp nghiên cứu
2.2. Xây dựng hệ thí nghiệm phổ phân giải cao đa năng
2.2.3. Bộ phận điều khiển
Hệ của chúng tôi sử dụng bộ điều khiển laser diode dò của hãng TeachSpin gồm năm module chính (Hình 2.29). Các module điều khiển độc lập giúp hệ có thể điều chỉnh được nhiều thơng số khác nhau.
Hình 2.29 Bộ điều khiển laser diode của hãng TeachSpin.
Module đầu tiên là module nguồn, có hệ thống rơ le bảo vệ và một đèn led công suất nhỏ cho biết chế độ hoạt động của bộ điều khiển.
Module thứ hai là module dòng, đây là module điều khiển dịng điện cung cấp cho đầu phát laser diode, có thể cung cấp cho đầu phát dòng điện nằm trong khoảng từ 0 mA đến 100 mA với thang điều chỉnh nhỏ nhất là 50 nA/MHz.
Module thứ ba là module điều khiển nhiệt độ, đây là module tích hợp mạch điều khiển nhiệt độ của bể nhiệt duy trì nhiệt độ của đầu phát laser và mạch điều khiển nhiệt độ buồng mẫu chưa khí Rubi, có thể điều khiển nhiệt độ buồng mẫu khi đặt trong phịng thí nghiệm với giải điều khiển nhiệt độ từ 0 oC
- 60 oC, bước điều chỉnh nhiệt độ buồng mẫu 0.1 oC.
Module thứ tư là module điều khiển chiều dài buồng cộng hưởng, từ đó cho phép chúng ta điều chỉnh tần số laser. Tần số điều khiển chiều dài buồng
cộng hưởng dao động từ 1 mHz - 10 kHz bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho piezo và cung cấp dịng ni bộ điều khiển piezo trong miền 0 - 100 mA, do đó giúp chúng ta có thể điều khiển được tần số laser cỡ 1 kHz.
Module cuối cùng là module khuếch đại, xử lý tín hiệu. Module này có thể sử dụng để cộng, trừ tín hiệu, làm chậm tín hiệu, khuếch đại tín hiệu.
2.2.3.2. Bộ điều khiển laser bơm
Bộ điều khiển laser diode của hãng Moglabs (Hình 2.30) gồm ba module chính và điều khiển độc lập với nhau: module thứ nhất điều khiển dòng điện cung cấp cho đầu phát laser, có thể điều khiển được dịng để thay đổi công suất của laser phát ra. Module thứ hai điều khiển ổn định nhiệt độ đầu phát laser, có thể thay đổi được nhiệt độ để quét tần số, điều chỉnh vùng quét tần số. Module thứ 3 là module khuếch đại tín hiệu phản hồi ngược từ đầu thu quang cho phép lựa chọn khóa mode tần số laser tại một vị trí cố định.
Hình 2.30 Bộ điều khiển laser diode Moglabs DLC– 502.
Các thơng số chính của bộ điều khiển laser bơm DL2: - Điều chỉnh dòng:
+ Dòng ra: 0 – 500 mA.
+ Điều biến ngoài: 0 – 100 kHz, 100 A/V, chiều dương RF, từ 2.5 GHz. - Điều khiển nhiệt độ:
+ Giải nhiệt: 0 – 30 oC (tùy chọn - 40 oC đến 50 oC), ± 0.1 oC. + Ổn định: ±5 mK/oC.
+ Công suất ngưỡng: ±2.5 A, ±9 V (22 W). + Cảm biến: NTC10 k.
- Điều khiển tần số hồi tiếp tự động:
+ Điều biến: 250 kHz ± 20 kHz; điều khiển dòng ra ±500 mA, ±8 V + Băng tần: thông thường 40 kHz
+ Pha: 0 – 360o
+ Khuếch đại: ± 20 dB chủ yếu cộng thêm ± 20 dB làm trì hỗn các kênh nhanh - Tần số quét từ 4 Hz đến 70 Hz.
- Đầu ra Piezo: 0 - 150 V, 5 mA, 2 kênh - Dải tần: 10 – 30 GHz.
2.2.3.3. Bộ điều khiển nhiệt độ buồng mẫu nguyên tử
Để ổn định nhiệt độ buồng mẫu, và điều khiển nhiệt độ buồng mẫu khi cần thiết, bộ ổn định nhiệt độ TC200 của hãng Thorlabs (Hình 2.31) được sử dụng với thông số kỹ thuật như sau:
+ Giải nhiệt độ điều khiển: 20 oC – 200 oC + Thang vi chỉnh nhiệt độ nhỏ nhất: 0.1 oC
+ Độ chính xác về nhiệt độ hiển thị và nhiệt độ thực: 0.1 oC – 0.5 oC + Điện áp vào: 100 ACV – 240 ACV