Yüksek hassasiyette sıcaklık kontrolü ve rubidyum atomik gaz sıcaklık kararlılığının lazer frekans kararlılığına etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, yüksek hassasiyette sıcaklık kontrolü sağlayan devreler ve lazer sistemleri incelendi. İlk olarak, planlanan sistemin yüksek hassasiyette kararlı olarak çalışabilmesi için hangi metotların kullanıldığı incelendi. İkinci olarak, bu metotlar ile birlikte kullanılan devre yapıları incelendi. Sonrasında ise kendi sistemimiz için gerekli malzemeler belirlenerek sistem kurulumunun nasıl yapılacağı tasarlandı. Sistem kurulumu yapıldıktan sonra rubidyum atomik gazı küvet sıcaklık kararlılığının lazer frekans kararlılığı üzerine etkilerinin incelendiği ölçümler yapıldı.Çalışma sonucunda, TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde gerçeklenmiş, uzunluk ve boyutsal ölçümlerinde kullanılan λ = 780nm dalga boyu standartlarının 87Rb küvet sıcaklık kararlık değeri 16 saat süresince ölçülmüş ve tepeden tepeye 1m°C değiştiği gözlemlendi. Yapılan frekans kararlığı ölçümleri ile ulusal dalga boyu standartları frekans kararlığı 1s ile 16 saat zaman aralığında 5.5 x 10-12-1/ 2 olarak belirlendi.In this study, circuits that provide high precision temperature control and laser systems are examined. Firstly, the methods, which are used, for the stability of the planned system with high precision are examined. Secondly, the circuit structures used with these methods were examined. Afterwards, the materials required for our own system were determined and the system installation was designed. After the system was installed, the effects of rubidium atomic gas on laser frequency stability were measured.In the result of this study, λ = 780nm national wavelength standards used in length and dimensional measurement was realized at TUBITAK National Metrology Institute, the temperature stability of 87Rb cell temperature control of national wavelength standards were measured during to 16 hours and it were observed 1m°C peak to peak. With frequency stabilization measurements the frequency stabilization value of national wavelength standards was defined 5.5 x 10-12-1/ 2 integration times 1s to 16 hours.