AOM & Laser Locking (PDH)2026 年 10 月 26 日 · 3 min read

[模板] 实验光路排查与 AOM / 光纤耦合效率优化日志

可直接复制的结构化实验记录模板：激光链路快照、AOM 射频参数表、PDH 稳频检查单、光纤耦合效率优化流程与排查决策树。复制本文件、改 frontmatter，即可开始记录新一天的光学平台工作。

TemplateAOMPDHFiber CouplingTroubleshooting

这是模板

复制 content/lab-notes/template-aom-fiber-coupling-log.mdx 为新文件（如 2026-11-01-aom-shift-log.mdx），修改 frontmatter 的 title / date / tags / summary，然后逐节填写。所有 （待填） 处都是你的工作区。

1. 实验快照（Session Metadata）#

字段	值
日期	（待填：2026-MM-DD）
操作人	梁明远
温度 / 湿度	（待填，光学平台漂移的第一嫌疑）
腔体真空度	（待填，离子泵电流换算 P ≈ ___ mbar）
本轮目标	（待填：一句话，例：AOM 衍射效率回跌 8% 的根因定位）

1.1 激光链路快照#

光路	波长	功率（当前）	上次标定	状态
光镊捕获	1064 nm	___ mW	___	（待填）
冷却 / 再泵浦	852 nm	___ mW	___	（待填）
里德堡 π	480 nm	___ mW	___	（待填）
里德堡 σ⁺	420 nm	___ mW	___	（待填）

2. AOM 射频链路排查#

2.1 参数基线表#

通道	AOM 型号	中心频率	驱动功率	衍射级	标定效率	当前效率
光镊 shift	（待填）	80 MHz	___ dBm	+1	___%	___%
冷却开关	（待填）	200 MHz	___ dBm	+1	___%	___%
里德堡脉冲	（待填）	___ MHz	___ dBm	-1	___%	___%

2.2 排查决策树#

衍射效率回跌 > 3% 时的标准动作

先测射频：频谱仪接耦合器，确认到达 AOM 的实际功率与频率（驱动链衰减 / VCO 漂移是最高频根因）；
再测光斑：入射光斑尺寸偏离 AOM 孔径的 $\sim 0.7\times$ 腰斑条件时效率显著下降 —— 检查上游透镜是否被碰；
最后怀疑 AOM 本体：晶体损伤 / 温漂（TEC 设定点被人动过？）。

效率下降
 ├─ RF 功率正常?
 │   ├─ 否 → 检查衰减器 / 放大器增益 / 射频线缆接头扭矩
 │   └─ 是 → 光斑正常?
 │        ├─ 否 → 重调上游望远镜（记录改动量!）
 │        └─ 是 → AOM 角度 / 温度
 │             ├─ 微调入射角找回 Bragg 条件
 │             └─ 检查 TEC 设定点与散热

2.3 脉冲串扰（通道间）检查#

单通道开 / 关时其他通道衍射效率变化＜ ___ %
射频开关隔离度 ≥ ___ dB（频谱仪实测）
脉冲上升沿 ___ ns（快边沿的振铃会在 AOM 上读出光学振铃）

3. PDH 稳频检查单#

每次重锁前的 60 秒流程

确认误差信号零点与鉴频曲线对称性（拍增益曲线中心是否漂移）；
示波器看锁定后误差信号残差 RMS，与历史日志对比（增大 2× 以上先查光斑在光电探测器上的位置）；
记录鉴频斜率（V/MHz）—— 斜率下降 = 光强变化或调制深度漂移。

项目	目标	实测
调制频率	___ MHz	（待填）
调制深度（β）	~1.8	（待填）
鉴频斜率	___ V/MHz	（待填）
锁定残差	___ mV RMS	（待填）
预计线宽贡献	＜ ___ kHz	（待填）

4. 光纤耦合效率优化（LMA-PM / 保偏）#

4.1 基线与目标#

光纤	类型	模场直径	当前耦合	目标
主传输	LMA-PM-10	___ μm	___%	≥ 75%
里德berg 480 nm	PM-S405-XP	___ μm	___%	≥ 65%

4.2 优化流程（每次只动一个自由度）#

用两只透镜构成 $4f$ 式望远镜匹配 MFD，先按模场匹配公式粗算： $\omega_{\text{fiber}} = f_{\text{obj}}\,\omega_{\text{coll}} / f_{\text{coll}}$ ；
对偏振：旋转半波片使输出消光比最大（先于一切空间优化，PM 光纤对偏振错位极敏感）；
依次优化：俯仰 / 方位（粗） → 焦距位置（Z） → 微俯仰 / 方位（细），每步记录功率；
长期监测：耦合点的温漂与气流是日漂移主因，热缩管 + 隔离罩的收益值得花一下午。

效率天花板的判断

当空间优化收敛后耦合停在 ~60–65%：先检查光束质量 $M^2$ （SLM 相位 flicker 与上游反射镜脏污都会拉高 $M^2$ ），再怀疑光纤端面。 $M^2 = 1.05$ 与 $1.3$ 的理论耦合上限差 ~10 个百分点。

4.3 前后对比示例（FigureCompare 组件用法）#

在手记里直接写：

<FigureCompare
  before="/lab/slm-before.svg"
  after="/lab/slm-after.svg"
  beforeLabel="BEFORE"
  afterLabel="AFTER"
  caption="图 X · 优化前后对比说明（替换为你自己的图片路径）"
/>

渲染效果（本例为 SLM 波前矫正前后，替换为你的耦合光斑 / 误差信号照片）：

AFTER — 图 1 · 组件演示：拖动分割线对比两幅实验图像。把 before / after 指向你自己的相机截图即可。

BEFORE — 图 1 · 组件演示：拖动分割线对比两幅实验图像。把 before / after 指向你自己的相机截图即可。

5. 本轮结论与遗留问题#

结论：（待填，例：衍射效率回跌根因为射频放大器增益漂移 1.2 dB，重新标定后恢复）

遗留：（待填，例：480 nm 光纤端面需送检；PDH 斜率较上月低 8%，怀疑探测器光斑偏移）

下一步：（待填）

收工三件事

所有旋钮改动量记入本日志（包括「只是动了动又拧回去」的）；
关闭高功率 1064 nm 前确认无人调整光路（万一有悬空的反射光）；
提交 git commit -m "lab-note: <日期> AOM/耦合日志"，让 Git 替你做时间戳公证。

相关手记：波前与光场工程见 SLM 平顶光束整形与 λ/100 矫正手记；解码与容错侧见 15-to-1 魔术态蒸馏笔记。