Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Łukasz Buczek

Promotor: dr hab. inż. Przemysław Krehlik, prof. n. AGH
Dyscyplina: Elektronika

Przedstawiona praca opisuje efektywną metodę precyzyjnej stabilizacji różnicy długości fal dwóch laserów półprzewodnikowych, dedykowaną dla światłowodowych systemów transferu czasu i częstotliwości. Niezależne fluktuacje dwóch sygnałów optycznych propagujących się w przeciwnych kierunkach są jednym z kluczowych czynników limitujących możliwą do uzyskania dokładność i stabilność systemów transferu czasu i częstotliwości pracujących na dystansach kilkuset kilometrów. Proponowane rozwiązanie zakłada użycie jednego lasera stabilizowanego etalonem optycznym i sygnału zdudniania, którego częstotliwość równa jest różnicy częstotliwości optycznych laserów (różnicy długości fal), do kontrolowania długości fali drugiego lasera. Pozwala to zbudować układ różnicowej stabilizacji długości fal dwóch laserów półprzewodnikowych, dla którego poziom fluktuacji różnicy długości fal jest mniejszy niż 0.4pm.

Cel niniejszej pracy podzielić można na dwie kategorie:

Cel naukowy

Wszechstronne badania na płaszczyźnie analitycznej, symulacyjnej oraz eksperymentalnej, dotyczące metody stabilizacji różnicy częstotliwości optycznych telekomunikacyjnych laserów półprzewodnikowych z wykorzystaniem szybkich liczników cyfrowych oraz detekcji koherentnej umożliwiającej sprowadzenie różnicy częstotliwości optycznych do domeny elektrycznej.

Cel praktyczny

Opracowanie modułów laserowych wykorzystujących lasery półprzewodnikowe o precyzyjnie stabilizowanej różnicy częstotliwości optycznych, dedykowanych do zastosowań w systemach transferu wzorcowych sygnałów czasu i częstotliwości.

Tezy rozprawy

1) Wykorzystanie detekcji koherentnej umożliwiającej sprowadzenie różnicy częstotliwości optycznych do domeny elektrycznej może stanowić podstawę do budowy pary modułów laserowych o stabilizowanej różnicy długości fali z dokładnością nie gorszą niż 1 pm.

2) Zastosowanie przyjętej metody stabilizacji długości fali laserów półprzewodnikowych umożliwi wymierną poprawę parametrów systemu światłowodowego transferu sygnałów czasu i częstotliwości.

Recenzje pracy

prof. dr hab. inż. Krzysztof Abramski
dr hab. inż. Krzysztof Wincza, prof. n. AGH

Ważniejsze publikacje :

• Ł. Buczek, “Measuring an optical frequency difference of semiconductor lasers based on coherent detectionand frequency dividers”, 2013 Joint European Frequency and Time Forum & International Frequency Control Symposium (EFTF/IFC), Year: 2013, Pages: 712 - 714

• Ł. Buczek, “The concept of differential wavelength stabilization of the semiconductor lasers for time and frequency transfer system”, 2014 European Frequency and Time Forum (EFTF), Year: 2014, Pages: 312 - 313

• Ł. Buczek, “Sequential measurement of optical frequency difference of semiconductor lasers for time transfer system”, 2016 European Frequency and Time Forum (EFTF), Year: 2016, Pages: 1 - 2

• Ł. Śliwczyński, P. Krehlik, Ł. Buczek, M. Lipiński, “Active Propagation Delay Stabilization for Fiber-Optic Frequency Distribution Using Controlled Electronic Delay Lines”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Year: 2011, Volume: 60, Issue: 4, Pages: 1480 - 1488

• P. Krehlik, Ł. Śliwczyński, Ł. Buczek, M. Lipiński, “Fiber-Optic Joint Time and Frequency Transfer With Active Stabilization of the Propagation Delay”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Year: 2012, Volume: 61, Issue: 10, Pages: 2844 - 2851

• Ł. Śliwczyński, P. Krehlik, Ł. Buczek, M. Lipiński, “Frequency Transfer in Electronically Stabilized Fiber Optic Link Exploiting Bidirectional Optical Amplifiers”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Year: 2012, Volume: 61, Issue: 9, Pages: 2573 - 2580

• P. Krehlik, Ł. Śliwczyński, Ł. Buczek, J. Kołodziej, M. Lipiński, “ELSTAB—Fiber-Optic Time and Frequency Distribution Technology: A General Characterization and Fundamental Limits”, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Year: 2016, Volume: 63, Issue: 7, Pages: 993 - 1004