Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统

用饱和吸收光谱法对半导体激光器进行稳频，通过对反馈回路的优化设计，得到具有高信噪比的饱和吸收光谱微分误差信号，从而大大提高了半导体激光器的频率锁定灵敏度及长期稳定性，该中用于Rb原子的激光冷却与囚禁。     

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。     

半导体激光器塞曼调制稳频的实验对比研究

首先阐述了实现半导体激光器外调制锁频方案的必要性,并针对一种利用塞曼效应进行外调制稳频的实验方案,详细地阐述了其基本思想和实验原理,以及这种稳频方案相对于一般的内调制饱和吸收稳频技术在实验上的差异.本文给出的具体实验参数和实验结果表明,这种方案相对于其他方案可以获得同等好的锁频质量.不仅如此,本文还给出了塞曼调制稳频和电流调制稳频的锁定频率输出的监视对比情况,从对比结果中,我们可以清楚地看到塞曼调制稳频使得激光器锁定频率无调制输出的优越特性.     

双纵模He-Ne激光器稳频稳幅的时间相干时谱法(理论部分)

本文提出了一种实现双纵模He-Ne激光器稳频稳幅的新方法——时间相干时谱法.并分析了其调谐特性,介绍了相应的实验装置.     

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。     

基于FPGA的半导体激光器稳频系统

半导体激光器由于波长覆盖范围大、易调谐、体积小、重量轻、结构简单、功耗低、寿命长等优势,在量子信息、精密测量、光学传感等领域均有广泛应用。由于自由运转的半导体激光器输出频率起伏较大,在应用中需要对其频率进行反馈控制。然而传统反馈控制系统存在结构复杂、体积庞大、稳定性差等缺点,因此我们搭建了一套基于FPGA的外腔半导体激光器稳频系统。该系统以铯原子饱和跃迁线为参考频率,以FPGA电路模块代替信号发生器、锁相放大器、PID、示波器等器件,对激光器工作电流施加反馈,成功将激光器的输出频率分别稳定到|6²S_1/2,F=4→|6²P_3/2,F=4,5交叉峰和|6²S_1/2,F=4→|6²P_3/2,F=5跃迁线对应的频率。80 s内激光器输出频率起伏为3.0(0.3) MHz。该系统简单易用,集成度高,可用于多种锁定系统。     

用于全光铯原子磁力仪的激光器稳频技术研究

全光铯原子磁力仪是采用光学的方法实现微弱磁场检测,激光频率稳定性直接影响磁力仪的灵敏度。分析了二向色性原子蒸气激光频率锁定(Dichroic atomic vapor laser lock DAVLL)技术用于稳定激光器频率的原理,及其在全光原子磁力仪中的应用优势,发现通常的二能级原子模型不适用于分析铯原子D2线的稳频。实验测量了不同磁场下铯原子D2线基态Fg=4和Fg=3跃迁的DAVLL光谱,发现16mT是实现DAVLL稳频的最佳磁场;在此磁场附近,基态Fg=4跃迁鉴频曲线零点相对于Fg=4→Fe=5跃迁会产生6MHz/mT的线性频移,基态Fg=3跃迁鉴频曲线零点相对于Fg=3→Fe=4线会产生-9MHz/mT的线性频移。     

注入锁定激光器的边带锁频技术稳频系统优化分析

介绍了边带锁频技术稳频方法,推导出鉴频曲线,对稳频控制过程进行了分析.建立了注入锁定激光器的边带锁频技术稳频系统理论模型,讨论了相关参量对稳频效果的影响并且进行了优化.结果表明,增加入射光强,采用窄线宽的法布里-珀罗以及对法布里-珀罗进行高准确度温控都可以增强稳频效果.提出适用于注入锁定激光器的两种稳频方案并进行比较.     

铷原子饱和吸收光谱与偏振光谱对780nm半导体激光器稳频的比较

将激光频率锁定于合适的参考频率,可以有效地抑制激光器的频率起伏。本文采用铷原子D2线超精细跃迁线的饱和吸收光谱和偏振光谱分别获得鉴频曲线,通过电子伺服系统将频率校正信号负反馈到780 nm光栅外腔反馈半导体激光器外腔的压电陶瓷上的方法对激光器进行稳频。介绍了两种方法的基本原理和实验方案。与激光器自由运转300s时激光器典型的频率起伏约6.6 MHz相比,采用饱和吸收光谱和偏振光谱进行稳频,运转300 s时激光器典型的残余频率起伏分别约为1.5 MHz和0.6 MHz。分析表明,饱和吸收光谱稳频采用了相敏检波技术,需要对激光器进行频率调制,带来了额外的频率噪声,而偏振光谱稳频则是一种完全无频率调制的稳频方案。     

Chlorine Analysis by Diode Laser Atomic Absorption Spectrometry

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ1 1　ＧｅｎｅｒａｌｆｉｇｕｒｅｓｏｆｍｅｒｉｔｏｆｄｉｏｄｅｌａｓｅｒｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｕｎａｂｌｅｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｈａｓｔａｋｅｎａｓｔｒｏｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓｉｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｄｕｒ…     

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…     

原子束的速度选择激光偏转

在激光偏转原子束实验中若使激光频率适当失谐，并令光束稍许偏离正交方向，则可偏转热原子束中具有特写速度的原子群。本文给出了这一简单选择方法的理论和初步实验结果。     

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.     

采用级联原子滤光器的新型卫星激光链路系统研究

提出级联佛克脱型原子滤光器(Linked VADOF)的新构想。从理论上分析并计算了级联佛克脱型原子滤光器的透射谱。结果表明，级联佛克脱型原子滤光器将佛克脱型原子滤光器的多峰改造为单峰结构，具有比佛克脱型原子滤光器更窄的线宽和更高的噪声抑制比。将这种新型结构应用于激光信标锁频。该锁频方案提高了信标光频率的稳定性。在此基础上，给出了发射端采用级联佛克脱型原子滤光器锁频，接收端采用法拉第型原子滤光器(FADOF)滤光的新型卫星激光链路系统。外场初步联调实验表明了该系统的可行性。     

A Review of Applications and Experimental Improvements Related to Diode Laser Atomic Spectroscopy

Abstract

This article attempts to review the major advancements made in the past 12 years, since 1993, in the field of diode laser atomic spectroscopy. The discussion covers experimental improvements (e.g., wavelength stabilization, frequency upconversion, enhancement of tuning characteristics, spectral bandwidth using external cavities, etc.), diagnostic applications in various atomizers, as well as analytical applications (e.g., absorption, fluorescence, and ionization spectroscopy; element‐selective detectors for chromatography; etc.). With potential new users of these methods in mind, a detailed overview of the properties relevant to atomic spectroscopy of commercial diode lasers is also given.     

Coherent Forward Scattering Spectrometer as a Wavelength Tuning Indicator for Diode Laser Atomic Absorption Spectrometry

A coherent forward scattering spectrometer was used as a wavelength tuning indicator for diode laser atomic absorption spectrometry. Atomic absorption transition of excited argon atoms at 842.46 nm was investigated. Argon atoms were excited in a glow discharge. Coherent forward scattering signal attained maximum at 0.1 T of external magnetic field and at 12 mA discharge current in 266 Pa (2 Torr) of argon. When the lasing wavelength crossed an atomic absorption line, a spike-like signal was observed. When a continuous coherent forward scattering signal was observed, the lasing wavelength was confirmed to approach within about ±3 pm from the absorption transition of argon.     

Determination of Rubipium Using Laser Diode Excited Atohic Fluorescence

The use of laser diodes to excite atomic fluorescence for chemical analysis is investigated. Operating conditions for the laser diode, optical schematic, results, and calibration curve are provided.     

原子廓线激光多普勒测速仪

论述了用原子滤波器的透射率廓线测量激光多普勒频移的直接检测方法和理论，报道了基于这个方法的一个原理性实验。实验采用二极管泵浦的连续倍频Ｎｄ；ＹＡＧ激光器作为发射器，和一个温控的透射率翼宽为３８０ＭＨＺ的碘滤波器作为多普勒频移检测器件进行了转透速度的测量。