Thanks to the development of fiber optic technologies for the Internet, large cities and metropolitan networks are now well connected through the fiber optic technology. Since the mid-nineties of the last century a rapid research in the transmission of stable frequencies via optical fibers has been introduced. It is necessary for mutual remote comparison of optical frequency standards via optical fibers. But in order to transmitting optical frequencies through photonic data networks, the key task is to compensate the Doppler shift that is induced in the fibers by external influences, such as particularly changes in the temperature or acoustic noise and mechanical vibration environment in which the fibers are installed. In this work we present some techniques to compensate these unwanted effects. Furthermore, we present the realization of an optical system and measurement parameters achieved by the phase-coherent optical transmission of the optical frequency standard working at a wavelength of 1540.5 nm. The optical frequency dissemination with the stable transport delay has been established on the fiber optic link leading from the Institute of Scientific Instruments ASCR Brno to headquarters of national provider CESNET in Prague over the optical fiber with the length of 306 km. The work includes the verification and measurement of changes of the transport delays using simultaneous bidirectional transmission of 1PPS signals from the instrument based atomic clocks placed in both ends of the same optical fiber. and Díky rozvoji komunikačních technologií pro internet jsou nyní dobře propojena velká města i metropolitní sítě optickými vlákny, čímž lze zajistit čistě fotonický přenos signálů na vzdálenosti až stovek kilometrů. Od poloviny devadesátých let minulého století probíhá intenzivní výzkum v oblasti přenosu stabilních frekvencí pomocí optických vláken, který je nezbytný pro vzájemná dálková porovnávání normálů optické frekvence. Aby však bylo možné přenášet optické frekvence přes běžné fotonické datové sítě, je nezbytné kompenzovat dopplerovský posuv, který je ve vláknech indukován působením vnějších vlivů, jako jsou zejména změny teploty či akustické a mechanické vibrace prostředí, ve kterém jsou vlákna uložena. V práci představujeme vybrané techniky kompenzace těchto nežádoucích efektů. Dále prezentujeme vlastní realizaci optické soustavy a měření dosažených parametrů fázově koherentního přenosu optické frekvence normálového laseru pracujícího na vlnové délce 1540,5 nm z pracoviště Ústavu přístrojové techniky AV ČR v Brně do ústředí poskytovatele fotonických služeb CESNET v Praze po optickém vlákně délky 306 km. Součástí výsledků je i verifikace měření změn dopravního zpoždění pomocí obousměrného simultánního přenosu signálů 1PPS z přístrojových atomových hodin umístěných v obou lokalitách po stejném optickém vlákně.
We present an overview of the new results of the group of Coherent lasers and interferometry of the Institute of Scientific Instruments AS CR, v.v.i. The new results deal with stabilized semiconductor lasers for hyperpolarization of noble gases, design of new laser systems for metrology of optical frequencies based on molecular iodine, the application of optical comb synthesizer in the metrology of lengths and interferometric measurements with high resolution. The article also reports about the main topics of investigation of the group at present and in near future. and Článek podává přehled nejnovějších výsledků skupiny Koherentních laserů a interferometrie Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. Nové výsledky se týkají použití stabilizovaných polovodičových laserů pro hyperpolarizaci vzácných plynů, realizace nových laserových systémů pro metrologii optických frekvencí na bázi molekulárního jódu, využití optického hřebenového syntezátoru v metrologii délek a v neposlední řadě oblasti interferometrických měření délek s velkým rozlišením. Článek také pojednává o hlavních tématech výzkumu, která jsou nyní a budou předmětem zájmu skupiny v blízké budoucnosti.
We report on the results of the common collaborative project of applied research where the Institute of Scientific Instruments (ISI) of the Academy of Sciences of the Czech Republic and a company Meopta - optika joined their effort in development of high-precision interferometric systems for dimensional metrology and nanometrology. This research exploits previous results in the field of laser standards of optical frequencies and the methodology of interferometric metrology of length together with detection systems of interference signals and their processing at the ISI and the production technology of precise optical components at Meopta - optika. The main aim of the project is a design of a complex interferometric measuring system in a form of a prototype serving as a master for further production. It concept is a modular family of components configurable for various arrangements primarily for multi-axis measurements in nanotechnology and surface inspection. Within this project we developed a compact, solid-state frequency stabilized laser referenced to iodine transitions and technology of iodine cells for laser frequency stabilization. A fundamental setup of the laser interferometer has been arranged and tested. The company Meopta - optika contributes with development of new technology together with a design of a machine for processing and polishing of high-precision flat-surface optical components. and Prezentujeme zde výsledky společného projektu aplikovaného výzkumu, v němž spolupracují Ústav přístrojové techniky, Akademie věd České republiky, v. v. i. a firma Meopta - optika, s. r. o. na společném vývoji vysoce přesných interferometrických systémů pro dimenzionální metrologii a nanometrologii. Výzkum využívá předchozích výsledků na poli laserových normálů optických frekvencí a metodologie interferometrických měření v metrologii délky, detekce a zpracování interferometrických signálů na ÚPT spolu s technologií zpracování optického skla a výrobou vysoce přesných optických komponentů ve firmě Meopta - optika. Hlavním cílem projektu je návrh komplexního interferometrického měřicího systému ve formě prototypu, který bude sloužit jako východisko pro budoucí výrobu. Zvolená koncepce systému představuje modulární rodinu komponentů konfigurovatelnou pro různá uspořádání, zvláště pro víceosá měření v nanotechnologiích a měřeních topografie povrchů. V rámci tohoto projektu jsme vyvinuli kompaktní pevnolátkový, frekvenčně stabilizovaný laser na referenci v podobě přechodu v molekulárním jódu a v souvislosti s tím také technologii přípravy jodových kyvet pro stabilizaci laseru. Základní uspořádání interferometru bylo sestaveno a testováno. Podnik Meopta - optika, s. r. o. přispívá vývojem nové technologie a návrhem stroje pro opracování vysoce přesných optických komponent rovinné optiky.
The absorption cells based on fused silica glass tubes filled with different gaseous media represent a traditional tool for precise frequency stabilization of lasers. Unfortunately the bulky and fragile glass made cells are not suitable for all of applications. A novel approach in absorption cells development is represented by engagement of hollow-core photonics crystal fibers (HCPCF). This technology allows to increase the interaction length between absorption media and laser light, reduces the weight and mechanical dimensions of the cell and brings a user-friendly usage approach (just plug the reference into the setup thanks to the fiber connectors). This work is oriented to preparation of HC-PCF based cells from the point of view to optimization of splicing processes between HC-PCF and standard telecom fibers and closing of the HC-PCF fiber end after filling of the cell with absorption gas. and Absorpční kyvety - reference optických kmitočtů - představují unikátní nástroj k efektivní frekvenční stabilizaci laserů a realizaci velmi přesných laserových standardů. Klasické provedení těchto kyvet v podobě křehké a rozměrné skleněné trubice naplněné vybraným absorpčním plynem však není vhodné pro všechny aplikace. Novým výzkumným směrem v oblasti přípravy absorpčních kyvet jsou proto reference na bázi dutých fotonických vláken. Tato technologie přináší možnost dosažení velmi velkých interakčních délek mezi absorpčním médiem a laserovým zářením, zvyšuje uživatelský komfort a minimalizuje hmotnost i rozměry reference. Článek popisuje přípravu vybraných optovláknových částí těchto kyvet s ohledem na optimalizaci svarů mezi fotonickými a jednomodovými vlákny a uzavírání konců fotonických vláken po naplnění absorpčním plynem.
Research and development of interferometric systems for coordinate and multiaxis measuring are the goal of a common collaborative project involving the Institute of Scientific Instruments, Czech Academy of Sciences and Meopta - optika, s.r.o. The common effort is oriented to applications with the highest demands for precision in the dimensional metrology and nanometrology. The concept of the system represents a modular family of components configurable for various arrangements especially for coordinate measurements in nanotechnology and measurement of topography of surfaces. Meopta - optika, s.r.o. contributes to the project through development of new technology of production of optical components. We present here compact interferometric units designed for measurement by reflection from flat mirror. and Výzkum a vývoj interferometrických odměřovacích systémů pro souřadnicové a víceosé odměřování je náplní společného projektu, v němž spolupracují Ústav přístrojové techniky, Akademie věd České republiky, v.v.i. a podnik Meopta - optika, s.r.o. Společné snažení směřuje k aplikacím s nejvyššími nároky na přesnost v dimenzionální metrologii a nanometrologii. Zvolená koncepce systému představuje modulární rodinu komponent konfigurovatelnou pro různá uspořádání, zvláště pro víceosá měření v nanotechnologiích a měřeních topografie povrchů. Meopta - optika, s.r.o. přispívá především vývojem nové technologie výroby optických prvků rovinné optiky. Zde prezentujeme kompaktní interferometrické jednotky navržené pro interferometrické měření odrazem od rovinného zrcadla.