Frequenzmessungen an einem Leistungslaser zur Vorbereitung von Feldversuchen mit einem neuartigen Doppler-Wind-Lidar

Abstract

In dieser Arbeit werden Frequenzmessungen an einem Laser mit Hilfe einer Faserkopplung durchgeführt. Der Laser gehört zu dem Doppler Wind Lidar AEROLI, welches Clear-Air-Turbulenzen in der Atmosphäre detektiert. Der zugehörige Empfänger detektiert mit einem Michelson Interferometer durch den Doppler Effekt auftretende Frequenzverschiebungen, woraus die Bewegungsgeschwindigkeit von Molekülen und Partikeln in der Atmosphäre bestimmt wird. Es werden Messungen zur Betrachtung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von linearen Frequenzänderungen durchgeführt. Die Frequenzänderungen werden durch eine Temperaturänderung des Laser-Kristalls hervorgerufen, welche wiederum durch thermoelektrisches Kühlen definiert wird. Dieser Vorgang wird charakterisiert und es wird eine Temperaturänderung von 0,45 K/V ermittelt. Dabei beträgt die Zeit, die das System nach einer Temperaturänderung benötigt, um auf die jeweilige Frequenz einzuschwingen, bei ansteigender Frequenz 15 s und bei absteigender 10 s. Die lineare Frequenzänderung soll optimiert und dazu genutzt werden, die Beleuchtungsfunktion des Interferometers zu ermitteln. Dabei zeigt eine Änderung von 3,42 GHz über 400 s (1 mHz Eingangssignal) mit 4 kHz die geringste Abweichung gegenüber der mittleren Frequenzänderungsrate. Mit steigender Eingangsfrequenz steigt die Abweichung der gemessenen zur erwarteten Frequenz. Zukünftige Messungen werden den Einfluss der Frequenzabweichungen auf die Beleuchtungsfunktion betrachten