論文の概要: Predictive electronic feedback control for narrow-linewidth lasers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.31396v1
• Date: Thu, 22 Oct 2026 14:59:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.418031
• Title: Predictive electronic feedback control for narrow-linewidth lasers
• Title（参考訳）: 狭帯域レーザーの予測電子フィードバック制御
• Abstract要約: パウンド・ドレーバー・ハル法 (PDH) は狭帯域レーザーの周波数安定化の標準法である。 PDHは、サーボバンプとして知られる過度な位相ノイズを誘発する。 そこで本研究では,PDHフィードバック制御ループの電子的部分において,時間遅延問題に対処するため,Smith予測器に基づく汎用手法を提案し,実装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8407029373278223
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Narrow-linewidth lasers are essential for various key atom-laser interaction processes and optical setups in quantum coherent control, quantum precision measurement, and quantum information science. The Pound-Drever-Hall (PDH) technique is the standard method for the frequency-stabilization of narrow-linewidth lasers, but the inherent time delay in its feedback loop inevitably induces excessive phase noise, commonly known as servo bumps. Previous solutions primarily rely on additional optical components outside the electronic feedback control loop. Here, we propose and implement a generic method based on the Smith predictor to address the time-delay issue entirely within the electronic part of the PDH feedback control loop. We systematically demonstrate its capability to suppress phase noise and reduce servo bumps by adding only a single Field-Programmable Gate Array (FPGA) controller to the loop. This class of methods is demonstrated to be conceptually concise with minimal hardware overhead, effective in practice, and holds potential for a wide variety of future applications.
• Abstract（参考訳）: 狭帯域レーザーは、様々な原子-レーザー相互作用プロセスや量子コヒーレント制御、量子精度測定、量子情報科学における光学的セットアップに不可欠である。 パウンド・ドレーバー・ハル法(PDH)は狭帯域レーザーの周波数安定化の標準手法であるが、フィードバックループの固有の遅延は必然的に過度の位相ノイズを誘発する(サーボバンプ)。 以前のソリューションは主に電子フィードバック制御ループの外側の光学部品に依存していた。 そこで本研究では,PDHフィードバック制御ループの電子的部分において,時間遅延問題に対処するために,Smith予測器に基づく汎用手法を提案し,実装する。 本研究では,位相雑音の抑制とサーボバンプの低減を,単一フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)コントローラのみをループに追加することで,系統的に実証する。 このタイプの手法は、最小限のハードウェアオーバーヘッドで概念的に簡潔であることが示され、実際は有効であり、様々な将来の応用の可能性を秘めている。

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