- P-ISSN 3022-8719
본 연구에서는 RLC 공명 조건을 활용하여 고가, 고출력의 RF 증폭기 없이도 높은 변조 지수와 다수의 곁띠(sideband)를 발생시킬 수 있는 경제적인 전기광학 위상 변조기(EOM)를 직접 제작하고 그 전기적·광학적 특성을 평가하였다. 공명 주파수인 MHz에서 위상 변조기의 전기적 품질계수()는 24로 측정되었으며, Fabry-Pérot 공진기를 이용해 분석한 결과 12 V 진폭의 낮은 입력 신호만으로도 최대 6.8의 위상 변조 지수를 달성하였다. 나아가 제작된 위상 변조기를 변조전달분광학(MTS)에 적용하여 변조 지수 변화에 따른 MTS 신호의 모양(line shape) 변화를 폭넓게 조사하였다. 실험 결과, 펌프광의 세기와 무관하게 변조 지수 부근에서 주파수 오차 신호의 기울기가 최대화됨을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 위상 변조기 제작 및 MTS 신호 최적화 과정은 예산이 한정된 대학의 현대 물리 실험이나 고급 광학 실험 환경에서 저비용으로 정밀한 레이저 주파수 안정화 시스템을 구축하는 데 유용한 교육적, 실용적 모델을 제공할 것으로 기대된다.
In this study, we designed and constructed a cost-effective electro-optic phase modulator (EOM) capable of generating a high modulation index and multiple sidebands without requiring an expensive, high-power RF amplifier by employing an RLC resonance condition, and evaluated its electrical and optical properties. At the resonance frequency of MHz, the electrical quality factor () of the phase modulator was measured to be 24. Through analysis using a Fabry-Pérot cavity, we demonstrated that a maximum phase modulation index of 6.8 could be achieved with a low input voltage amplitude of only 12 V. Furthermore, the constructed EOM was applied to modulation transfer spectroscopy (MTS) to systematically investigate the line shape variations of the MTS signal across a wide range of modulation indices. Our experimental results confirm that the slope of the frequency error signal is maximized near the modulation index of , independent of the pump beam intensity. The EOM construction and MTS signal optimization procedures presented in this study are expected to serve as a valuable educational and practical model for establishing low-cost, high-precision laser frequency stabilization systems in university-level modern physics and advanced optics laboratories with limited budgets.