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ice:servo-opls

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ice:servo-opls [2019/11/18 23:28] – [Specifications] Michael Radunskyice:servo-opls [2021/05/20 22:40] – external edit 127.0.0.1
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  ===== Specifications  =====  ===== Specifications  =====
-^ ^  ICE-CP1-200  ^  ICE-CP1-500  ^  Units  ^ +^                                                                                                                                                             ^  ICE-CP1-200                                                                                     ^  ICE-CP1-500  ^  Units   ^ 
-^ Current Source ^ ^ ^ ^ +^ Current Source                                                                                                                                              ^                                                                                                  ^               ^          ^ 
-|Current range|  0-200  |  0-500  |  mA  | +| Current range                                                                                                                                               |  0-200                                                                                           |  0-500        |  mA      | 
-|Current setpoint resolution |  200  |  500  |  μA  | +| Current setpoint resolution                                                                                                                                 |  200                                                                                             |  500          |  μA      | 
-|Current noise density((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <100  |  <200  | pA / √Hz  | +| Current noise density                               |  <100                                                                                            |  <200         | pA /√Hz  | 
-|RMS Noise (10Hz - 100kHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <50  |  <100  |  nA  | +| RMS Noise (10Hz - 100kHz)              |  <50                                                                                             |  <100         |  nA      | 
-|RMS Noise (10Hz - 1MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <100  |  <150  |  nA  | +| RMS Noise (10Hz - 1MHz)                  |  <100                                                                                            |  <150         |  nA      | 
-|RMS Noise (10Hz - 10MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <300  |  <500  |  nA  | +| RMS Noise (10Hz - 10MHz)                |  <300                                                                                            |  <500         |  nA      | 
-|Absolute accuracy|  2  ||  %  | +| Absolute accuracy                                                                                                                                           |  2                                                                                                              ||  %       | 
-^ Offset Phase Lock Servo Input Signal^ ^^ ^  +^ Offset Phase Lock Servo Input Signal                                                                                                                        ^                                                                                                                 |^          ^ 
-|Min Offset Frequency |  250  ||  MHz  | +| Min Offset Frequency                                                                                                                                        |  250                                                                                                            ||  MHz     | 
-|Max Offset Frequency |  Min: 9, Typical: 10(( Maximum Offset Frequency depends on power of input beat-note signal.))  ||  GHz  | +| Max Offset Frequency                                                                                                                                        |  Min: 9.5, Typical: 10(( Maximum Offset Frequency depends on power of input beat-note signal.))                 ||  GHz     | 
-|Max Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)|  10  ||  dBm  | +| Max Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                             |  10                                                                                                             ||  dBm     | 
-|Min Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)|  -10  ||  dBm  | +| Min Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                             |  -10                                                                                                            ||  dBm     | 
-|Min Electronic Beat-Note S/N \\ (ICE-CP1-SMA)|  >50  ||  dB  | +| Min Electronic Beat-Note S/N \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                               |  >50                                                                                                            ||  dB      | 
-|Max Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)|  1  ||  mW  | +| Max Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)                                                                                                                 |  1                                                                                                              ||  mW      | 
-|Min Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)((Approximate value as exact value depends on wavelength of the light and spatial overlap between the lasers.))|  50  ||  μW  | +| Min Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)((Approximate value as exact value depends on wavelength of the light and spatial overlap between the lasers.))  |  50                                                                                                             ||  μW      | 
-|Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-FC)((ICE-CP1-FC is shipped with an FC to SC multimode patch cord))|  SC  ||    |  +| Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-FC)((ICE-CP1-FC is shipped with an FC to SC multimode patch cord))                                                  |  SC                                                                                                             ||          | 
-|Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-SMA)|  SMA  ||    |  +| Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                                |  SMA                                                                                                            ||          | 
-^ Offset Phase Lock Servo Performance^ ^^ ^  +^ Offset Phase Lock Servo Performance                                                                                                                         ^                                                                                                                 |^          ^ 
-|Bandwidth((May be limited by the bandwidth of the laser being servoed))|  1.5   ||  MHz  | +| Bandwidth((May be limited by the bandwidth of the laser being servoed))                                                                                     |  1.5                                                                                                            ||  MHz     | 
-|Interval reference frequency drift |  +/-20  ||  ppm  | +| Interval reference frequency drift                                                                                                                          |  +/-20                                                                                                          ||  ppm     | 
-|PFD Noise(( See [[#calculating_phase_noise|Calculating Phase Noise section]] for a full description))|  -213  ||  dBc/Hz  | +| PFD Noise(( See [[#calculating_phase_noise|Calculating Phase Noise section]] for a full description))                                                       |  -213                                                                                                           ||  dBc/Hz  | 
-^ Loop Filter Parameters ^ ^^ ^ +^ Loop Filter Parameters                                                                                                                                      ^                                                                                                                 |^          ^ 
-|Proportional Gain  |  -72 -- 0  ||  dB  | +| Proportional Gain                                                                                                                                           |  -72 -- 0                                                                                                       ||  dB      | 
-|Proportional Gain Resolution |  2  ||  dB  | +| Proportional Gain Resolution                                                                                                                                |  2                                                                                                              ||  dB      | 
-|Integrator|  3, 10, 30, 100, 300  ||  kHz  | +| Integrator                                                                                                                                                  |  3, 10, 30, 100, 300                                                                                            ||  kHz     | 
-|Differential |  Off, 10, 30, 100, 300  ||  kHz  | +| Differential                                                                                                                                                |  Off, 10, 30, 100, 300                                                                                          ||  kHz     | 
-|Differential Gain |  18  ||  dB  |+| Differential Gain                                                                                                                                           |  18                                                                                                             ||  dB      |
  
 ^Electrical Specifications^^^^^ ^Electrical Specifications^^^^^
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 Two numbers control the offset frequency of the ICE-CP1: The divider setting N and the reference frequency. The divider setting N can be set to N=8,16,32 or 64. The reference frequency can be generated internally with a range from 50 - 240 MHz. Or an external frequency reference can be provided (external frequency must be from 32 MHz - 240 MHz). The offset frequency of the laser is given by the following formula: Two numbers control the offset frequency of the ICE-CP1: The divider setting N and the reference frequency. The divider setting N can be set to N=8,16,32 or 64. The reference frequency can be generated internally with a range from 50 - 240 MHz. Or an external frequency reference can be provided (external frequency must be from 32 MHz - 240 MHz). The offset frequency of the laser is given by the following formula:
-<WRAP center round box 450px><html><center></html> ** Offset = N * Reference Frequency **<html></center></html></WRAP>+<WRAP center round box 260px> **Offset = N * Reference Frequency** </WRAP>
  
 The table below shows the offset range for different values of N and using the internal or external frequency reference. The table below shows the offset range for different values of N and using the internal or external frequency reference.
Line 90: Line 90:
  
  
-The charge pump in the OPLS outputs a signal proportional to the phase-error and the transfer function is as shown in <imgref xferfunc>.  However, the OPLS will typically be used to control a //frequency//-tunable device (such as a laser). In this configuration, the effective loop filter is not the one shown in <imgref opls_side_panel>, but includes a extra integration corresponding to converting the phase-error input to a frequency error. Thus, ω<sub>I  </sub>sets the frequency transition from single-integration to double-integration and ω<sub>I </sub> from single-integration to proportional feedback. It is important to understand this 'hidden' integrator when configuring the loop filter parameters. +The charge pump in the OPLS outputs a signal proportional to the phase-error and the transfer function is as shown in <imgref xferfunc>.  However, the OPLS will typically be used to control a //frequency//-tunable device (such as a laser). In this configuration, the effective loop filter is not the one shown in <imgref xferfunc>, but includes a extra integration corresponding to converting the phase-error input to a frequency error. Thus, ω<sub>I  </sub>sets the frequency transition from single-integration to double-integration and ω<sub>I </sub> from single-integration to proportional feedback. It is important to understand this 'hidden' integrator when configuring the loop filter parameters. 
  
 =====Calculating Phase Noise ===== =====Calculating Phase Noise =====
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 The phase-noise specified in Section 1.3 is referenced to the phase frequency detector (PFD) at 1 Hz. To convert that to the noise measured on the actual beat-note, it must be rescaled with the following formula: The phase-noise specified in Section 1.3 is referenced to the phase frequency detector (PFD) at 1 Hz. To convert that to the noise measured on the actual beat-note, it must be rescaled with the following formula:
  
-<WRAP center round box 450px><html><center></html> **D2-135 Phase-Noise Floor = -213 + 20Log(N) + 10Log(F<sub>REF</sub>)**<html></center></html></WRAP>+<WRAP center round box 450px> **D2-135 Phase-Noise Floor = -213 + 20Log(N) + 10Log(ƒ<sub>REF</sub>)**</WRAP>
  
-where N is the value of the divider and F<sub>REF</sub> is the reference frequency as measured in Hz. For more details, please see this [[http://www.vescent.com/2012/calculating-phase-noise-from-the-d2-135/|application note]].+where N is the value of the divider and ƒ<sub>REF</sub> is the reference frequency as measured in Hz. For more details, please see this [[http://www.vescent.com/2012/calculating-phase-noise-from-the-d2-135/|application note]].
  
  
ice/servo-opls.txt · Last modified: 2021/08/26 15:26 by 127.0.0.1