Konfokal fabry-perot interferometre tasarımı, oluşturulması ve parametrelerinin dış kaviteli diyod lazer sistemi kullanılarak araştırılması

Abstract

IV ÖZET Bu çalışmada deneysel fizikte yaygın olarak kullanılan interferometrelerin temel çalışma prensipleri incelendi. Çok önemli interferometrelerden biri olan konfokal Fabry-Perot interferometresinin opto-mekanik tasarımı yapıldı, oluşturuldu ve dış kaviteli diyot lazer sistemi (ECDL) kullanılarak parametreleri araştırıldı. Fabry-Perot interferometresi kullanılarak elde edilen rezonans eğrilerini doğrudan etkileyen interferometre boyu, ve bu boyu ayarlamada kullanılan piezo çeviricileri süren voltajın kontrolü yapıldı. İnterferometrenin çözebilirlik gücünü ifade eden incelik (finesse) parametresi hesaplandı. Ayrıca, bu çalışmanın yapılabilmesi için kullanılan ECDL sisteminin parametreleri incelendi. Bu interferometre ile ECDL sisteminin tek modda çalışıp çalışmadığına bakılarak buna bağlı çeşitli rezonans eğrileri elde edildi. ECDL sisteminin sıcaklığı, uzunluğu ve çıkan lazer ışığının geri beslemesinin optimizasyonunun yapıldığı kırınım ağı üzerindeki açısı gibi parametrelerin kontrol edilmesi sağlandı. İnterferometre dizaynında kullanılan malzemelerin yukarıdaki parametrelerle olan ilişkileri araştırıldı. Malzeme seçimi sonuçlan en az derecede etkiliyecek şekilde imkanlar ölçüsünde yapıldı. İnterferometrede kullanılan aynaların yarıçaplan elde edilen rezonans eğrilerinin analizleri sonucu doğrulanmış oldu. Alman sonuçlarla, yapılan bu interferometrenin ECDL ile kontrol edilen atomik frekans sisteminde yüksek çözünürlüklü spektroskopi cihazı gibi çalışabileceği teyid edildi.

SUMMARY In this study basic working principles of the interferometers, that are widely used in experimental physics have been analysed. Confocal Fabry-Perot, one of the most important interferometers, has been opto-mechanically designed, builded and its parameters were analysed by using External Cavity Diode Laser (ECDL). Interferometer length which directly affects the interferometer resonance curve and amplitude of voltage which is used as a driving voltage for piezo-transducers to control this length were investigated. The spectral resolving power of the interferometer, which is kwnon as finesse was analyzed. Also the parameters of ECDL system used in this study were explored. Using the designed interferometer, single mod case of the output beam of laser from ECDL system was examined and depending on this single mod case various resonance curves were obtained. Control of the temperature, length of the ECDL system and the angle of diffraction grating for optimization of feedback of laser beam were provided. Relation between above parameters and the materials for designing this interferometer were searched. The materials which will affect the results at minimum were selected with the circumstances of the conditions. The radius of the mirrors used in this interferometer, was verified the rezonans curves as a result of the analyses. With these results, this interferometer was verified as a spectroscopy device, which has high spectral resolving power, in ECDL system for controlling atomic frequency systems.