铯原子调制转移光谱在激光稳频中的应用

利用铯原子D₂线的调制转移光谱的鉴频特性,实现了光栅外腔式主振荡器-功率放大型(MOPA)半导体激光器相对于铯原子6²S_1/2F=4→6²P_3/2 F’=5超精细跃迁的偏频锁定,在100 ms内激光频率的相对起伏小于±280 kHz.相对于一般的饱和吸收锁频方法而言,调制转移光谱在锁频中的应用不仅彻底消除了Doppler背景对锁频的影响,而且还避免了对激光器直接进行频率扰动而带来的附加频率噪音.     

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

以I/II类角度失谐三倍频方案为例,详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响,定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明,三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍;入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显,但是当入射功率密度较大时,基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。     

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

 以I/II类角度失谐三倍频方案为例,详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响,定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明,三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍;入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显,但是当入射功率密度较大时,基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。     

基于电磁诱导透明效应的无调制里德堡跃迁激光锁频

我们实验上展示了利用室温Rb原子蒸汽池中的电磁诱导透明光谱实现里德堡跃迁激光无调制频率锁定方法。在Rb原子5S_(1/2),5P_(3/2),10D_(3/2)组成的级联三能级系统中,耦合激光工作于原子从中间态5P_(3/2)和里德堡态10D_(3/2)跃迁,探测激光工作于耦合基态5S_(1/2)到中间态5P_(3/2)的跃迁。通过扫描耦合光的频率并测量探测光的光强变化实现EIT信号的监测。我们对探测光进行频率调制,通过解调EIT光谱获得误差信号,并将误差信号经由PID控制电路反馈至激光器进而实现耦合激光频率的锁定。利用这种方法实现了耦合激光的无调制锁频,激光锁定后的残余频率起伏约为1 MHz。这种锁定方法对实现里德堡态原子的高效制备具有重要意义。     

产生缀饰原子三次谐波的探讨

缀饰原子对独立能级的耦合改变了原子的本征态，从而使某些禁戒跃迁成分为可能，本文对缀饰氪原子三次谐波产生的可能性作了探讨，并将其转换效率理论计算值与裸原子作了比较。     

振幅调制和位相扰动对三倍频参数优化的影响

详细讨论了入射基频光的振幅调制和位相扰动对三倍频转换效率和动态范围的影响,提出了提高三倍频转换效率和增大动态范围的方法。采用I/II类角度失谐的KDP晶体三倍频方案,对倍频晶体的参数进行了优化设计。     

振幅调制和位相扰动对三倍频参数优化的影响

 详细讨论了入射基频光的振幅调制和位相扰动对三倍频转换效率和动态范围的影响,提出了提高三倍频转换效率和增大动态范围的方法。采用I/II类角度失谐的KDP晶体三倍频方案,对倍频晶体的参数进行了优化设计。     

时间位相调制对高强度三次谐波转换的影响

在惯性约束聚变研究中,为了利用光谱色散进行光束匀滑以及抑制KDP晶体等大口径光学元件中的横向受激布里渊散射,通常需要对激光脉冲进行时间位相调制.详细讨论了高功率条件下KDP晶体Ⅰ/Ⅱ角度失谐三倍频方案中,时间位相调制对三次谐波转换效率和脉冲频谱的影响.研究结果表明,时间位相调制会导致三次谐波转换效率明显下降.     

空气中激光等离子体通道的三次谐波辐射研究

对超强飞秒激光脉冲在空气中形成的长等离子体通道的三次谐波辐射进行了研究．实验研究发现三次谐波的转换效率在通道范围内基本保持不变.还对等离子体通道锥角辐射中的三次 谐波的辐射角进行了研究,结果表明其辐射角接近6mrad,与理论计算结果符合得很好．关键词：三次谐波等离子体通道     

基于次谐波调制光注入半导体激光器获取窄线宽微波信号的实验研究

实验研究了处于单周期振荡的光注入半导体激光器在频率等于单周期振荡频率一半的1/2次谐波调制下所产生的微波信号的特性.实验结果显示:在合适的注入条件下,处于单周期(P1)振荡的光注入半导体激光器可输出频率可达26.5 GHz、光谱具有单边带结构的光生微波信号,但微波信号的线宽比较宽(MHz量级);通过采用频率为单周期振荡频率一半的次谐波信号调制光注入半导体激光器,可将微波线宽从十几MHz压缩到几十k Hz.进一步分析了次谐波调制信号的功率以及频率对微波信号的相位噪声的影响,并在由次谐波调制信号的功率和频率构成的参数空间绘制出了能实现次谐波频率锁定的分布区域.     

1560 nm连续光半导体激光器经PPLN倍频及经铷吸收光谱稳频

将激光器锁定到合适的参考频率上,可以有效地改变激光器的频率稳定性。1560 nm的分布反馈式半导体激光器,可以通过倍频锁定于铷原子吸收线上。实验中我们利用PPLN准位相匹配晶体进行倍频,当输入光为1.6 W时可以获得25 mW的倍频光,非线性转换系数为0.96%/W。我们还将激光器的频率锁定于Rb原子的吸收线上,30 s内剩余频率起伏约为±3.5 MHz。     

声光偏频亚多普勒光谱无调制激光频率锁定

将激光器锁定到合适的参考频率标准上 ,可以有效地改善激光器的频率稳定性。采用两个声光调制器(AOM) ,使铯原子D2 线饱和吸收光谱分别发生Ω±Δ绝对频移 ;通过改变射频压控振荡器 (RFVCO)的Vf 端口直流电压调节相对频移间隔Δ ,当相对频率间隔选择合适时两信号相减得到了类色散型鉴频曲线。实验中实现了85 2nm光栅外腔半导体激光器相对于铯原子D2 线6S1/2 F =4 6P3 /2 F′ =5超精细跃迁线 (中心频率ν0 )的无调制偏频锁定 (锁定后中心频率ν0 +Ω ,偏频量为Ω)。由闭环锁定后的误差信号估计 ,5 0s内典型的频率起伏小于± 2 70kHz ,较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏 14MHz有显著的改善。该方法可避免对激光器直接进行频率调制的常规饱和吸收锁频方案所引入的额外频率噪声和强度噪声。     

Two Step Deceleration of Cesium Atomic Beam by Frequency Modulated Diode Lasers

Two step white light slowing of a cesium atomic beam was demonstrated by using two kinds of frequency modulated diode lasers. In addition to a frequency modulated free-running diode laser used for the first step of wide range deceleration, a frequency modulated external cavity diode laser (ECDL) with narrower and sharper spectrum was used for the second step deceleration. It was shown that the number of slowed atoms was increased more than twofold by the two step deceleration which kept narrow velocity width of 27 m/s, which is smaller than that by only the single step deceleration.     

Fringe Locking in a Laser Diode Interferometer by Optical Feedback During Modulation of Injection Current

A fringe locking phenomenon in a two beam interferometer using a semiconductor laser subject to optical feedback was, whose injection current is modulated. When a path difference of the interferometer is sufficient, fringes taken by a charge coupled device camera are seen to be stationary and the rms fluctuations of fringe phase is reduced to as low as 0.2ϖ radians from more than 8ϖ radians without the optical feedback. The rms phase fluctuation is independent of frequency and amplitude of the current modulation. The fringe locking has also been observed in the presence of both injection current modulation and piezoelectric transducer mirror vibration.     

Fringe Locking in a Laser Diode Interferometer under Both Mirror Vibration and Injection Current Modulation

We have found that the fringes in a laser diode interferometer can be locked even in the presence of mirror vibration and injection current modulation. A theoretical analysis explains the fringe locking phenomenon. The dependence of wavelength change on both PZT (piezoelectric transducer) mirror vibration and the injection current variation are calculated using a model of coupled resonators consisting of the laser cavity and the interferometer. The fringe phase change caused by the vibration and modulation of the current is derived from this model, and was proven to be suppressed within much less than 2ϖ in excess of an integer multiple of 2ϖ.     

稳频半导体激光器的温度控制技术

设计了一种用于半导体激光器稳频的恒温控制器,在室温下2h的测试时间中,测试恒温稳定度为5mK,配合稳定度为±2μA的恒流源,半导体激光器自由运行时激光频率波动稳定在100MHz范围内。     

Measurement of Velocity Distribution in Atomic Beam by Diode Laser with Narrow Line width

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎ 1 92 0 ,Ｏ .Ｓｔｅｒｎｍａｄｅａｆｉｒｓｔｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎａｔｏｍｉｃｂｅａｍｗｉｔｈａｍｅｃｈａｎｉｃａｐｐａｒａｔｕｓ[1] .Ａｆｔｅｒｔｈａｔ,Ｊ.Ａ .ＥｌｄｒｉｄｇｅａｎｄＬａｍｍｅｒｔｍａｄｅｂｅｔｔｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｔｈａｒｏｔａｔｉｎｇｓｌｏｔｔｅｄｄｉｓｋ[1,2 ] .Ｔｈｅｓｅｅａｒｌｙｅｘｐｅｒｉｍ…     

采用铯原子偏振光谱对894.6nm外腔式半导体激光器稳频的实验研究

通过铯原子D_1线超精细跃迁能级的偏振光谱获得鉴频曲线,利用电子伺服系统将鉴频曲线反馈到894.6nm外腔式半导体激光器的压电陶瓷上进行锁定。由于偏振光谱技术不需要对激光器进行调制,因此不会带来额外的噪声。激光器自由运转400s内频率起伏为2.35 MHz,采用偏振光谱锁定激光器后400s内频率起伏为0.95 MHz,有效抑制了激光器的频率起伏。     

用ZCTC晶体倍频半导体激光的紫光输出

报道了新型金属络合物非线性光学材料ZCTC（硫氰硫锌镉）晶体的光学性质。测量了ZCTC晶体的折射率,计算了其相位匹配角度。进行了半导体激光（LD）室温下直接倍频实验。当808nm基频GaAlAs半导体激光功率为473mW时,获得了390μW、4040μnm紫光输出。实验表明ZCTC晶体是一种优良的半导体激光倍频紫外非线性光学材料。