横向塞曼激光器

横向塞曼激光器(TZL)的优异特性是:可同时产生两个垂直偏振的线偏振光,二者之间的频差从几十千赫到几百千赫(取决于磁场强度、谐振腔的各向异性和激活介质的非线性),频差连续可调;具有高的频率稳定度和频率再现度.因此,它在精密干涉计量,晶体旋光性和双折射的检测,多普勒测速等方面有广泛应用前景. TZL的工作原理是基于横向磁场(磁场方向垂直于光的传播方向)下的反常塞曼效应和激光谐振腔的各向异性.原子的发射光谱在磁场作用下发生分裂.在没有谐振腔的作用时,沿光的传播方向可接收到三种线偏振光:　　和　　,它们分别对应于磁量子数之差…     

激光二极管泵浦双频固体激光器

研制了0~1.5GHz频差的LD泵浦双频固体激光器。利用端面泵浦和F-P标准具的选模作用得到单频连续输出,在单频基础上将λ/4波片加入谐振腔中,造成本征光频率分裂,实现频差连续可调的双频激光输出。采用琼斯矩阵分析光在腔内的本征值及本征向量,实现了定量分析模在腔内的相位延迟和偏振状态,定量计算双频频差大小。     

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz~3GHz.     

激光器内腔频差对双折射外腔激光回馈系统输出影响的理论及实验研究

玻璃材料的内应力关系及所在系统的稳定性、安全性和可靠性,是精密加工领域的重要问题.基于双折射外腔激光回馈效应的应力测量技术以其先进新颖的测量原理受到普遍关注.传统理论普遍认为双折射回馈系统中激光器的输出相位仅由外腔相位延迟决定,而将测量误差归因于外腔镜的非线性运动.本文结合正交偏振激光原理和三镜腔等效模型,测量了激光器的内腔双折射引起的频差大小,进行了频率调谐回馈实验,并根据结论计算了内腔频差对外腔相位延迟测量结果的影响,发现激光器的输出相位由外腔相位延迟、内腔频差、外腔长度共同决定.本文总结了内腔和外腔各向异性共同作用下激光器正交偏振态的相位特性,补充了激光回馈的物理内容,对于应力-双折射、位移、距离等重要参量的精确测量,都具有重要指导意义.     

冷原子系综中两正交光场偏振模高效率存储的实验研究

高效率光量子信息存储是可扩展光量子信息处理的一个重要工具.本文对一个冷原子系综中两正交光场偏振模的高效率存储进行了实验研究.通过在雪茄型冷原子系统上施加一个中等强度的磁场,消除了原子Zeeman子能级的简并性,从而使磁敏感自旋波从电磁感应透明系统中被移出,由此完成了两正交光场偏振模高效率、长寿命的量子存储.实验测量了两偏振模存储效率与存储时间以及实验重复频率的关系,结果表明,随着重复频率的增加,存储效率逐渐降低,在10 Hz时,测量得到两偏振模存储效率为30%,同时存储寿命达到3 ms.测量结果为偏振纠缠在冷原子系统中的存储提供了重要的实验基础.     

激光二极管抽运频差可调谐双频固体激光器的研究

研究了激光二极管抽运的可调频差的双频固体激光器，激光增益介质为2mm厚的1at%掺杂Nd:YAG薄片.对谐振腔产生稳定双频激光的条件作了分析，用琼斯矩阵计算了谐振腔内各处电场矢量的偏振态，证明了双频激光两个电场矢量偏振态之间总是正交的.两个偏振激光频率间隔由改变λ/4波片快轴之间的夹角实现调谐.实验中使用腔内标准具实现单频运转，然后插入双λ/4波片使单纵模激光频率分裂，实现了激光器的双频输出.实验中得到双频激光稳定运转时频差的上限约为1.3GHz；由于强模竞争现象的存在，实验中所观察到的频差下限为50MHz. 100MHz拍频时得到的双频激光输出功率为85mW. 关键词： 激光技术 固体激光器 双频激光     

纵模分裂式正交偏振双频He-Ne激光器

在激光器谐振腔中放入单轴石英晶体,由于石英晶体对o光和e光的折射率的不同,所以,在同一谐振腔中o光和e光有不同的光程和谐振频率.将其称之为模式分裂效应.利用这一效应可以制成频率达几十兆赫兹的双频激光器.针对原有理论与实验结果之间的某些差异,建立了一套分析该种类型双频激光器的理论.根据所建立的理论着重分析了谐振腔光轴与晶轴夹角α对激光器频差的影响.并绘出了He-Ne激光管L<150nm和150nm相似文献   

猫眼腔激光器的横模变换与频率分裂

为了产生多种激光横模,以前的系统相对比较复杂,而且一般只能产生基横模和低阶横模,很难产生高阶横模,同时也很难观察到模竞争中一个频率抑制另一个频率的变化过程。基于猫眼谐振腔激光器和频率分裂技术,提出了一种新型的激光原理综合实验系统。该系统利用猫眼逆向器作为He-Ne激光器的一个腔镜,通过调节猫眼逆向器中两镜片间距可输出包括基横模、低阶横模、高阶横模在内的十余种典型横模,并可完成纵模、偏振、出光带宽等多种激光基本特性的实验。同时在基横模状态下,利用谐振腔内加入的石英晶体片可实现激光频率分裂及其频差调节。在此基础上又可实现完整的模竞争过程的观察。     

激光回馈引起的微片Nd:YAG激光器频差调制

微片激光器由于自身的内应力会输出频率分裂的正交偏振的两个模式.研究了回馈对微片激光器频差的影响.研究发现:在回馈的作用下微片激光器的频差大小呈现出以初始频差为中心的类正弦的频差调制,周期为λ/2;频差调制曲线的幅度与回馈水平成正比,但是当回馈水平过强时会出现偏振态跳变,从而使频差消失;在一定的回馈外腔范围内,频差调制曲线的幅度与初始频差亦成正比.并利用复合腔模型和激光器的自洽理论进行了理论分析和模拟,所得结果与实验结果相符.此调制现象在精密测量领域有潜在应用.     

基于正交偏振双纵模的氦氖激光器纳米测尺系统

提出一种基于正交偏振双纵模的氦氖激光器纳米测尺系统,将双折射元件插入He-Ne激光器谐振腔内产生频率分裂效应,使激光器变成了频差可调的双频激光器。运用频率分裂、模竞争、双纵模功率调谐等激光物理效应和设定浮动阈值,研制了新型的激光器纳米测尺。以激光波长为尺子,具有可溯源性,在没有任何电细分的条件下达到了纳米量级的分辨率,与激光干涉仪的比对实验表明,该系统的分辨率为79 nm,量程为15 mm,线性度为5.4×10-5,标准差为380 nm。     

腔内波片产生的Nd∶YAG激光纵模分裂规律研究

简要介绍了激光纵模分裂的基本原理，研究了腔内含有1个和2个1/4波片时产生Nd∶YAG激光纵模分裂的规律。实验结果表明：在1064nm Nd∶YAG激光的腔内放置一个1/4波片时，每一激光纵模分裂为2个正交的线偏振模，在波片表面垂直于激光光线的条件下，纵模分裂量（即频率差或波长差）恰好等于激光纵模间隔的一半；当在Nd∶YAG激光腔内沿垂直光线方向平行放置2个1/4波片时，也能产生纵模分裂现象，其纵模分裂量取决于2波片快（慢）轴之间的夹角。在0°～ 90°范围内调节角度，可使纵模分裂量在一个激光纵模间隔内线性调谐。实验结果与理论分析相吻合。     

Differential variation of laser longitudinal mode spacing induced by small intra-cavity phase anisotropies

Intra-cavity phase anisotropy causes each laser longitudinal mode to split into two orthogonally polarized frequencies. When the frequency difference generated by small anisotropy is about 40 MHz or less, only one frequency of the splitting mode oscillates while the other is always in lock-in state due to strong mode competition. In that case the longitudinal mode spacing deviates from its original value. And the spacing of two adjacent longitudinal modes shows differential variations depending on direction of cavity length tuning and mode polarization. In this paper, the relationship between spacing variation and small intra-cavity anisotropy is demonstrated experimentally and theoretically. The equivalent fast axis of anisotropy is determined additionally by its correlation with laser intensity tuning of the two orthogonally polarized components. The novel measurement method is successfully tested in several applications.     

异面腔四频差动激光陀螺的色散平衡

为了减小异面腔四频差动激光陀螺(DLG)腔长变动导致的零漂,对DLG的色散平衡进行了研究.利用气体激光的经典理论,推导了DLG零偏与工作点和轴向磁场的函数关系,给出了色散平衡的理论证明.利用在DLG增益管上缠绕通电线圈,给增益介质施加大小可控的轴向磁场,通过驱动腔平移镜上的压电换能器调节腔长来改变工作点,做出了零偏随腔长和线圈电流的变化曲线.结果表明,零偏对腔长变化的灵敏度是轴向磁场的函数,当增益曲线的塞曼分裂量等于非互易分裂量时零偏对腔长变动不敏感.色散平衡技术减小了腔变动对DLG的影响,有利于提高DLG精度.     

磁场对四频差动激光陀螺光强和零偏的影响

研究了四频差动激光陀螺输出光强和零偏随纵向磁场的变化规律。理论分析表明,当由纵向磁场引起的增益/色散曲线的塞曼分裂等于非互易分裂时,顺时针模式和逆时针模式的光强相等,零偏不随腔长的变化而变化,实验结果与理论分析基本一致。同时还发现顺时针和逆时针模式的光强随磁场线性变化,但变化量较小且易受温度的影响,不适合作为磁场大小的度量。由于沿谐振腔环路的增益和损耗并非处处相同,顺时针和逆时针光束入射到光电管上的量不相等,因此需要对顺时针和逆时针输出光强的放大倍数进行标定,以便进行色散平衡的控制。     

塞曼效应对正常金属/d波超导结中微分电导的影响

通过外加塞曼磁场在d波超导中,研究磁场对d波超导及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响。研究表明(1)塞曼磁场能使能隙变小,且随着磁场变大,超导态会变为正常态,产生一级相变;(2)塞曼磁场可导致零偏压电导峰劈裂,劈裂宽度为2h0(h0为塞曼能)。     

Method and Experiments of Linearly Splitting He-Ne Laser Modes

ＭｅｔｈｏｄａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆＬｉｎｅａｒｌｙＳｐｌｉｔｔｉｎｇＨｅ－ＮｅＬａｓｅｒＭｏｄｅｓＭｅｔｈｏｄａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆＬｉｎｅａｒｌｙＳｐｌｉｔｔｉｎｇＨｅ－ＮｅＬａｓｅｒＭｏｄｅｓ￥ＺＨＡＮＧＳｈｕｌｉａｎ；ＨＡＮ...     

Effect of perturbations in an active medium on the instability of the difference frequency of laser radiation

A frequency-stabilized helium-neon laser with Zeeman frequency splitting in the magnetic field was studied. A series of pulses with repetition frequency equal to the frequency difference caused by the splitting of the gain profile by the magnetic field was used as a reference signal for a laser interferometer. The modulation of discharge current by electric noise or natural oscillations of the discharge current were found to lengthen the edges of these pulses, which decreases the accuracy of measurements with a laser interferometer.     

An intermittent frequency offset lock of a transverse Zeeman laser to an iodine stabilized He-Ne laser

A single-mode frequency stabilized laser with modulation-free and moderate power is desired as a light source for an ultra-high resolution interferometer system and/or a rapid laser calibration system. For this purpose, we developed a new stabilized laser system that utilizes intermittent control of a 2 mW transverse Zeeman stabilized He-Ne laser (Zeeman laser) with an iodine stabilized He-Ne laser (I2 stabilized laser). Because of the intermittent control, working time of the I2 stabilized laser is reduced. The Zeeman laser has two operational modes: independent and slave mode. In the independent mode, the Zeeman laser is stabilized through control of Zeeman beat frequency. Temperature dependent drift of the oscillation frequency during the independent mode is periodically corrected by the slave operation utilizing frequency offset locking to the I2 stabilized laser. Frequency instability of the Zeeman laser in independent and slave modes is 7.7X10-11 and 2.0X10-11, respectively, at the sampling time of 100 s.