Santec XRF421 Dual-Channel Agile RF Synthesizer + AOM Driver
20~400 MHz, 채널당 최대 4 W 출력 및 10 MHz AM·FM·PM 변조를 지원하는 FPGA 기반 RF 신호 발생기
(Santec, formerly MOGLabs)
Santec XRF421은 두 개의 AD9910 DDS와 FPGA를 기반으로 주파수, 출력 및 위상을 빠르고 정밀하게 제어하는 2채널 RF 합성기입니다. 두 채널은 독립적으로 운용하거나 공통 트리거를 사용해 동기화할 수 있으며, 각각 20~400 MHz의 고출력 주파수 범위와 채널당 최대 +36 dBm, 약 4 W의 RF 출력을 제공해 대부분의 AOM을 별도의 RF 증폭기 없이 직접 구동할 수 있습니다. 일반 운용 시 최대 출력은 +34 dBm이며 내부 sinc 필터를 비활성화하면 최대 +36 dBm까지 사용할 수 있습니다. 저출력 모드에서는 -4 dBm 조건으로 15 kHz까지 주파수 범위를 확장할 수 있어 저주파 정밀 제어에도 대응합니다.
각 채널에는 두 개의 아날로그 입력이 제공되며 RF의 진폭, 주파수 또는 위상을 최대 10 MHz 대역폭으로 변조할 수 있습니다. 두 가지 파라미터를 동시에 변조할 때는 우선 파라미터가 10 MHz, 두 번째 파라미터가 1 MHz로 동작하므로 실험에서 가장 빠른 응답이 필요한 제어 항목을 선택할 수 있습니다. 채널별 PID 컨트롤러는 광검출기 등의 오차 신호를 이용해 RF의 진폭·주파수·위상을 보정하며, AOM의 회절 효율을 조절해 레이저 출력 노이즈를 억제하는 노이즈 이터나 레이저 주파수 안정화 시스템을 구성할 수 있습니다.
복잡한 펄스와 파형이 필요한 경우에는 FPGA 기반 테이블 모드를 이용해 채널별로 최대 8,191개의 주파수·출력·위상 명령을 저장하고 실행할 수 있습니다. 기본 테이블 모드는 1 µs, 고속 테이블 모드는 최소 16 ns 단위로 파라미터를 갱신하며, 선형 보간과 램프, 반복 루프, 외부 트리거 및 16개의 고속 TTL 입출력을 조합해 RF 파형과 실험 시퀀스를 정밀하게 동기화합니다. 실시간 아날로그 변조와 PID 제어에는 일반 모드를, 결정론적인 고속 파형과 펄스 시퀀스 생성에는 테이블 모드를 사용하는 방식이며, 두 기능은 동일 채널에서 동시에 사용하지 않습니다. 전면 패널뿐 아니라 USB와 Ethernet, Python·MATLAB·LabVIEW용 인터페이스를 통해 전체 기능을 원격 제어할 수 있고 5 MHz~1 GHz 외부 기준 클록에도 동기화할 수 있어 AOM 제어, 광격자와 양자 기체 실험, 원자 상태의 결맞음 제어, 레이저 냉각 및 트래핑, 정밀 분광과 시간·주파수 표준에 적합합니다.
특징
■ 독립 또는 동기화 운용이 가능한 2채널 FPGA 기반 RF 신시사이저
■ 채널당 20–400 MHz 주파수 범위에서 최대 4 W(+36 dBm)의 고출력 RF 신호 제공
■ 저출력 정밀 응용을 위한 15 kHz–400 MHz의 확장 주파수 범위 지원
■ 최대 10 MHz 아날로그 변조 대역폭의 AM, FM 및 PM 변조 지원
■ 듀얼 AD9910 DDS 코어를 적용하여 정밀한 타이밍 제어와 높은 주파수 안정성 제공
■ 16 ns 스텝 시간의 Table Mode를 통한 초고속 RF 시퀀스 제어
■ 보간, 반복, 램프 및 외부 트리거를 포함한 복잡한 주파수·출력·위상 시퀀스 생성
■ 16개의 고속 디지털 I/O를 통한 Table Sequence 제어 및 자율 실행 지원
■ 고속 On/Off 및 트리거 제어를 위한 외부 디지털 입력 지원
■ 외부 동기 클럭 입력과 2개의 아날로그 출력 제공
■ 내장 PID 피드백을 통한 레이저 노이즈 억제 및 광학 시스템 안정화 지원
■ RF 출력 모니터링과 개방·단락 회로 보호 기능 적용
■ Ethernet 및 USB를 통한 전체 파라미터 제어와 프로그래밍된 시퀀스 재생 지원
■ 간단한 텍스트 명령 기반 API와 Python, MATLAB 및 LabVIEW 지원
어플리케이션
■ Optical lattice and quantum gas experiments
■ AOM driving and control
■ Laser frequency stabilisation, locking, and noise suppression
■ Coherent manipulation of atomic systems
■ Precise qubit control
■ Complex waveform and pulse-sequence generation
■ Laser cooling, trapping, and spectroscopy
■ Bose–Einstein condensation
■ Quantum optics experiments, including squeezed light
■ Electromagnetically induced transparency and slow light
■ Time and frequency standards
제품 사양
Model | XRF421 |
RF Characteristics | |
RF output power | 0 to +36 dBm, 16dBm/-4dBm GB/LP 14-bit resolution |
Frequency | 20 to 400 MHz, 32-bit resolution (0.23Hz steps) |
Low-power frequency | 15 kHz (‒ 3dB) to 400 MHz |
Frequency stability | ±1 ppm (0 to 50°C) |
Phase | 0 to 360°, 16-bit resolution |
Absolute phase noise | < ‒ 110dBc/Hz @ 1kHz (using internal 20 MHz reference) |
Signal to noise | < ‒ 100dBc @ 30dBm |
Intermodulation and spurious | < ‒ 55dBc |
Crosstalk between channels | < ‒ 57dBc max, < ‒ 70dBc mean |
RF ‘off’ level | < ‒ 100dBm |
Extinction ratio | < ‒ 100dBc signal on/off (PA on), 10 kHz RBW |
External clock | 5 MHz to 1 GHz |
Analogue Input/Output | |
Number | 2 inputs and 2 outputs per RF channel |
Function | FM, AM, Φ, noise-eating, analogue sampling |
Sensitivity | 8 Vpp, 10 MHz 7 th order anti-alias filter 12-bit resolution, 65MHz sampling rate |
Modulation bandwidth | 10 MHz first parameter, 1 MHz second parameter |
DAC | 2 channels, 5 Vpp, 16-bit, 1MHz bandwidth |
Digital Input/Output | |
RF on/off | Software control, front-panel buttons, hardwired TTL, positive logic |
Trigger input | Per channel, start/retrigger by edge or level |
Shutter output | Per channel TTL output |
High speed digital IO | 16 TTL input/output, user-controllable and via table mode |
TTL high/low | 2.2 V/0.6V, abs max in 7.0 V, abs min -0.5 V |
Table Mode | |
Table length | Up to 8k programming points per channel |
Table timing resolution | 16 ns (advanced), 1 µs (simple) |
FLASH storage | Four tables |
Channel sync | Independent, shared trigger, or fully synchronised (software set) |
Computer Interface | |
Ethernet | 10/100 TP, RJ45 |
USB | USB2, plug type USB-A |
Dimensions and Power | |
Dimensions | 250x79 x292mm (WxHxD), 2kg |
Power input | 95 – 264 Vac, 47 to 63Hz, 1A |
Power consumption | 60W |
시스템 통합
XRF는 독립형 RF 신호원으로 사용하거나 대규모 광학 및 양자 제어 시스템에 통합할 수 있습니다. AOM을 직접 구동하거나 레이저 안정화 및 양자 상태 제어를 위한 피드백 루프의 일부로 활용할 수 있습니다.
