ORC
Reference Cavity in Vacuum
(menlo Systems)
진공 하우징 내 광 기준 캐비티
광 기준 캐비티(ORC, Optical Reference Cavity) 시리즈는 커스터마이징이 핵심적으로 중요한 경우를 위한 솔루션입니다. 다양한 맞춤 옵션, 보조 장비, 그리고 서비스를 폭넓게 선택할 수 있으며, 여러 세대에 걸친 초고안정 레이저 시스템 설계 경험을 활용할 수 있습니다.
ORC 제품군은 초저열팽창 유리(ULE, ultralow expansion glass)로 제작된 공진기 스페이서(resonator spacer)를 사용하는 Fabry-Pérot 타입의 광 기준 캐비티입니다. 캐비티는 밀폐된 진공 하우징에 장착되며, 낮은 주파수 드리프트를 가능하게 하기 위해 높은 온도 안정성을 확보하도록 설계되었습니다. 또한 컴팩트한 설계를 통해 설치 공간을 최소화하였습니다. 이 구조는 National Physical Laboratory의 라이선스를 받은 강체 고정형 큐빅 스페이서를 기반으로 합니다. ORC-Cylindric는 Physikalisch Technische Bundesanstalt가 설계한 원통형 스페이서를 사용하며, 4개의 지지점에 수평으로 장착됩니다. 또한 기계식 잠금 메커니즘을 통해 이동성을 확보합니다.
다양한 추가 모듈(add-ons)과 옵션을 통해 커스터마이징이 가능하며, 고반사 코팅(highly reflective coatings)은 넓은 파장 범위에서 제공되고 이중 또는 삼중 고반사 미러 구성도 지원됩니다. 입력 결합(input coupling), PDH 락킹(PDH locking), 출력 모니터링 모듈은 챔버에 견고하게 장착할 수 있어 운송 후 번거로운 재정렬이 필요하지 않습니다.
모든 시스템은 조립 과정에서 베이크아웃(baked-out) 처리됩니다. 내장된 NTC 및 펠티어(Peltier) 소자는 진공 피드스루(vacuum feedthroughs)를 통해 접근할 수 있어 열팽창 계수(CTE, coefficient of thermal expansion)의 제로 크로싱 온도에서 운용이 가능합니다. CTE 특성 평가는 요청 시 제공되며, 두 캐비티 모두 인클로저 없이도 공급 가능합니다.
주요 사양
- - 5 cm 큐빅 또는 12 cm 원통형 ULE 스페이서
- - 파장 : 650–1750 nm
- - 이온 게터 펌프(Ion-getter Pump) 및 컨트롤러
특징
- 초고안정 기준 신호 제공
- - 컴팩트 설치 공간
- - 모듈형 커스터마이징
적용 분야
- - 레이저 주파수 안정화 (Laser Frequency Stabilization)
- - 양자 컴퓨팅 (Quantum Computing)
- - 레이저 냉각 및 트래핑 (Laser Cooling and Trapping)
- - 고해상도 분광 (High Resolution Spectroscopy)
성능 데이터
계산된 열 노이즈 바닥값
| 모델 | ORC-Cubic | ORC-Cylindric | XM-ORC |
| 이론적 열 노이즈 ADEV 한계 | 1.4 x 10⁻¹⁵ | 5.8 x 10⁻¹⁶ | 1.6 × 10⁻¹⁶ |
일반 사양
모델 Model | ORC-Cubic | ORC-Cylindric | XM-ORC |
파장 Wavelength | 650 – 1750 nm | 1550, 1397, 1156 or 1064 nm | |
피네스 Finesse | Low / Mid / High | > 300k (1550, 1397 and 1156 nm) > 200k (1064 nm) | |
캐비티 길이 Cavity Length | 5 cm | 12.1 cm | 12.1 cm |
자유 스펙트럼 범 Free Spectral Range | 3 GHz | 1.24 GHz | 1.24 GHz |
광학 윈도우 Windows | AR Coated, Angled and Wedged | AR coated, angled and wedged | |
열 차폐 구조 Thermal Shields | Active and Passive | Active | |
선형 드리프트 속도 Linear Drift Rate | ~ 150 mHz/s | ~150 mHz/s | |
주변 온도 민감도 Ambient Temperature Sensitivity | ~ 4 mK/°C | ~ 4 mK/°C | |
온도 센서 Temperature Sensor | 10 kΩ NTC |
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펠티어 소자 Peltier Elements | 2 x 25 W | 1 x 56 W |
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이온 게터 펌프 Ion Getter Pump | 5 l/s | 10 l/s |
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도달 가능 압력 Achievable Pressure | < 10⁻⁷ mbar |
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스테인리스 스틸 밸브 Stainless Steel Valve | Cu Sealed, KF Flange | Cu Sealed, CF Flange |
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외형 치수 Dimensions | W 28 cm, L 28 cm, H 18 cm | W 48 cm, L 35 cm, H 35 cm |
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진공 챔버 재질 Vacuum Chamber Material | Aluminum | Stainless Steel |
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중량 Mass | 15 kg | 55 kg | |
랙 통합 Rack Integration | n.a. | ||
계산된 열 노이즈 바닥값 Calculated Thermal Noise Floor | |||
이론적 열 노이즈 ADEV 한계 Theoretical thermal noise ADEV limit | 1.4 x 10⁻¹⁵ | 5.8 x 10⁻¹⁶ | 1.6 × 10⁻¹⁶ |
Options
ORC-OPTIC-CUB / ORC-OPTIC-CYL: 입력 결합(input coupling), PDH 락킹(PDH locking) 및 모니터링용 광학 모듈
650~1560 nm 범위의 단일 파장을 캐비티에 입력 결합하기 위한 모든 광학 요소와 Pound-Drever-Hall(PDH) 락킹, 그리고 전달 광(power monitoring of transmitted light) 모니터링 기능을 포함한 두 개의 모듈입니다. 해당 모듈은 캐비티 하우징에 견고하게 장착되어 운송 후 재정렬이 필요하지 않습니다.
ORC-OPTIC-DUAL: 입력 결합(input coupling), PDH 락킹(PDH locking) 및 모니터링용 광학 모듈
650~1560 nm 범위에서 두 번째 레이저 파장을 동일한 캐비티에 동시에 결합하기 위한 보조 광학 모듈로, ORC-OPTIC-CUB/ORC-OPTIC-CYL 모듈에 추가 장착되는 구조입니다. 본 옵션은 ORC-OPTIC-CUB/ORC-OPTIC-CYL 구성이 필요합니다.
ORC-MWL: 다중 파장용 미러 코팅(Mirror Coatings for Multiple Wavelengths) 패키지
여러 개의 레이저를 동일한 기준 캐비티(reference cavity)에 동시에 안정화하기 위해, 두 개 이상의 파장에서 높은 반사율을 갖도록 설계된 맞춤형 코팅 및 캐비티 미러를 응용에 맞게 제공합니다.
ORC-TEC: TEC 드라이버 패키지
열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)의 제로 크로싱 온도(zero-crossing temperature)에서 기준 캐비티 온도를 안정화하기 위한 TEC 드라이버
ORC-PDH-Optics: PDH 광학 모듈(PDH Optics)
PDH 반사 신호(PDH reflection signal) 생성을 위한 광섬유 결합(fiber-coupled) 컴팩트 광학 유닛
ORC-SYNCRO: TEC 컨트롤러 포함 Pound-Drever-Hall 서보 전자 패키지
레이저를 캐비티에 안정화하기 위한 모든 전자 장치를 하나의 구성 가능한 장치로 제공하며, Menlo의 SYNCRO 컨트롤러(3세대)를 포함합니다. SYNCRO는 모든 파라미터에 대한 소프트웨어 제어와 터치스크린 기반 직관적 조작을 지원하며, 3U, 19인치 장비로 LAN을 통한 원격 접근이 가능합니다. 또한 위상 변조 및 복조 기능과 >10 MHz 대역폭의 고속 아날로그 PI²D 컨트롤러를 포함하여 빠른/느린 액추에이터용 2개의 서보 출력과 온도 안정화를 위한 TEC 컨트롤러를 제공합니다
ORC-SYNCRO-RLD: TEC 컨트롤러 및 1542 / 1550 nm 레이저 모듈 포함 Pound-Drever-Hall 서보 전자 패키지
레이저를 캐비티에 안정화하기 위한 모든 전자 장치를 하나의 구성 가능한 장치로 제공하며, Menlo의 SYNCRO 컨트롤러(3세대)를 포함합니다. SYNCRO는 모든 파라미터에 대한 소프트웨어 제어와 터치스크린 기반 직관적 조작을 지원하며, 3U, 19인치 장비로 LAN을 통한 원격 접근이 가능합니다. 또한 위상 변조 및 복조 기능과 >10 MHz 대역폭의 고속 아날로그 PI²D 컨트롤러를 포함하여 빠른/느린 액추에이터용 서보 출력, TEC 기반 온도 안정화 기능, 그리고 1542 또는 1550 nm 레이저 모듈을 제공합니다
ORC-CTE: 제로 크로싱 온도(Zero-Crossing Temperature) 특성 분석
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