نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده فوتونیک و فناوری‌های کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران.

2 پژوهشکده فوتونیک و فناوری‌های کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران،

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد دانشکده فیزیک دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران.

چکیده

توری‌های پراش هولوگرافیک به عنوان عناصر نوری پاشنده در طیف‌سنج‌ها، لیزرهای دیودی، فیلترهای نوری و سیستم‌های ارتباطی نقش کلیدی ایفا می‌کنند.در این مقاله، طراحی و توسعه یک سامانه‌ی پایدارساز فعال برای تثبیت نوارهای تداخلی در فرآیند ثبت توری‌های تمام‌نگاری معرفی می‌گردد. در چیدمان تمام‌نگاری، نوارهای تداخلی تحت تأثیر عواملی مانند ارتعاشات محیطی، تغییرات دما، جریان هوا و ناپایداری منبع لیزر دچار جابه‌جایی می‌شوند. برخی از این اختلالات، مانند ارتعاشات کاتوره‌ای، تنها با روش‌های فعال قابل کنترل هستند. در این مقاله، برای تثبیت نوارهای تداخلی از یک سامانه فیدبک فعال مبتنی بر کنترل‌کننده PID استفاده شده است. آشکارسازی نوارها توسط CCD انجام می‌شود و پس از تحلیل نرم‌افزاری، با تغییر مسیر یکی از باریکه‌های لیزر به کمک یک پیزوالکتریک متصل به آینه، جبران حرکت صورت می‌گیرد. پیزوالکتریک با اعمال ولتاژ مناسب کنترل می‌شود. این روش قادر است نوسانات محیطی را تا حدود 24/ λ (برای طول‌موج ۴۴۲ نانومتر) معادل حدود ۱۸ نانومتر، کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

[1] Loewen, E. G., & Popov, E. (2018). Diffraction gratings and applications. CRC Press. Pp 57-69.
[2] Li, W., Wang, X., Bayanheshig, Liu, Z., Wang, W., Jiang, S., ... & Zhou, W. (2025). Controlling the wavefront aberration of a large-aperture and high-precision holographic diffraction grating. Light: Science & Applications, 14(1), 112. https://doi.org/10.1038/s41377-025-01785-2
[3] Palmer, C., & Loewen, E. G. (2005). Diffraction grating handbook. Pp 50-62.
[4] Cadena, G., Momtahan, O., & Adibi, A. (2007). Simple and efficient software-based stabilized holographic recording system. Optical Engineering, 45(12), 125801–125801. https://doi.org/10.1117/1.2403089
[5] Garcia, P. M., Buse, K., Kip, D., & Frejlich, J. (1995). Self-stabilized holographic recording in LiNbO₃:Fe crystals. Optics Communications, 117(3-4), 235–240. https://doi.org/10.1016/0030-4018(95)00157-4
[6] de Oliveira, I., Frejlich, J., Arizmendi, L., & Carrascosa, M. (2004). Self-stabilized holographic recording in reduced and oxidized lithium niobate crystals. Optics Communications, 229(1-6), 371–380. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2003.10.027
[7] Shabestari Naser, P., Ghaemi Bafghi, H., Alidokht, A. I., Ruzbehani, M., & Zolbanin, H. M. (2013). Design and fabrication of stabilizing interference fringe system for holographic grating fabrication. Proceedings of the Annual Physics Conference of Iran, Birjand University, 26–29 August. (in Persian)
[8] Toker, G. R. (2017). Holographic interferometry: A Mach–Zehnder approach. CRC Press. pp 23-43.
[9] Bass, M. (Ed.). (2023). Handbook of Optics (5th ed., Vol. I). McGraw-Hill Education. https://doi.org/10.1036/0071498896 (Chapter 44: Optical Laboratory Techniques, Section "Vibration Isolation and Optical Tables").
[10] King, M. (2016). Process control: A practical approach. John Wiley & Sons. pp 3-109.
[11] Sung, S. W., Lee, J., & Lee, I. B. (2009). Process identification and PID control. John Wiley & Sons. pp 79-107.
[12] Samad, T. (2017). A survey on industry impact and challenges thereof [technical activities]. IEEE Control Systems Magazine, 37(1), 17–18. https://doi.org/10.1109/MCS.2016.2621438
[13] Bingi, K., et al. (2020). Fractional-order systems and PID controllers (Vol. 264). Springer International Publishing. pp 9-12.
[14] Isdaryani, F., Feriyonika, F., & Ferdiansyah, R. (2020). Comparison of Ziegler-Nichols and Cohen Coon tuning method for magnetic levitation control system. Journal of Physics: Conference Series, 1450(1). doi:10.1088/1742-6596/1450/1/012033
[15] Sen, R., Pati, C., Dutta, S., & Sen, R. (2015). Comparison between three tuning methods of PID control for high precision positioning stage. Mapan, 30(1), 65–70. https://doi.org/10.1007/s12647-014-0123-z
[16] National Semiconductor Corporation. (2003). Linear Applications Handbook: AN-272 Op Amp Booster Designs. National Semiconductor. pp 2-141 – 2-150.