多普勒频率调制器的研制及应用

研制了多普勒频率调制器（ＤＦＭ），当驱动电压频率为１７３Ｈｚ时，对于ＣＯ２激光获得３００ｋＨｚ的调频宽度，该调制器已成功地用于ＳＦ６分子的饱和吸收激光光谱的检测和将ＣＯ２激光频率稳定到ＳＦ６分子的吸收线中心的工作中。     

半导体耦合腔激光器的波长调谐与频率调制特性分析

本文将激光射器与调制器的直接耦合和耦合槽的影响综合考虑，用散射矩阵法及两步等效反射率法，对沟槽耦合腔激光器的波长调谐和频率调制特性进行了分析，数学处理简单，物理图象清晰。     

耦合腔激光器的波长调谐与频率调制特性分析

考虑用激光器与调制器直接耦合以及耦合槽的影响，用散射矩阵法及二步等效反射率法，对沟槽耦合腔激光器的波长调谐和频率调制特性的分析表明，数学处理简单，物理图像清晰。     

多普勒频率调制器的研制及应用

研制了多普勒频率调制器（ＦＭ），当驱动电压频率为１７３Ｈｚ时，对于ＣＯ２激光获得３００ｋＨｚ的调频宽度。该调制器已成功地用于ＳＦ６分子的饱和吸收微分光谱的检测和将ＣＯ２激光频率稳定到ＳＦ６分子的吸收线中心的工作中．     

吸收式1310nm～1550nm半导体激光器波长稳定的实验研究

文中对半导体激光器光电吸收稳频方法进行了基础研究和原理性实验，设计并制作以氪气（Kr）作吸收介质的光电吸收池，实现了波长为1310nm IgGaAsP DFB激光器工作波长的基本稳定。测试结果表明，激光器输出中心波长和峰值波长锁定在1308.279nm，且-20dB谱宽由稳频前的0.30nm变为0.12nm左右。     

氩离子激光的模分裂和差拍频谱特性

在强激发情况下,研究了振荡模的差拍频谱特性,用模分裂理论对实验结果进行了分析。     

氩离子激光器输出功率的稳定

我们在一台实用的氩离子激光器所包括的等离子体放电管、谐振腔和放电电源中,分别采取了各种不同的稳定方法和措施.具体地说,在放电管的设计中,采用电磁真空充气阀和镇气瓶,保证放电管中充气气压的稳定性;在谐振腔的设计中,采用高稳定的复合腔结构,保证腔反射镜对准的稳定性,使之不受环境温度变化和外界机械震动的影响;在放电电源的设计中,采用稳流电路和光——电负反馈系统,保证放电电流的稳定性,使之不受供电电压波动,电源波纹和其他因素的影响.     

激光器稳频技术研究

在窄线宽激光器的应用领域中,激光频率稳定度是一个极其重要的指标参数,表征频率稳定的程度.基于被动稳频和主动稳频技术的实质区别--有无稳定的频率参考,主要针对主动稳频技术综述了激光稳频技术的国内外研究进展,包括:根据选用频率标准的不同进行分类;分析了常用的激光稳频技术的原理及达到不同稳频精度的原因;根据国内外关于主动稳频...     

频率调制光谱稳频法的信号处理算法研究

频率调制光谱稳频法利用参考气体对激光吸收量来反馈控制激光波长稳定,反馈信号的提取通过调节参考信号与吸收分量同相的方式实现.为免除移相的麻烦,提出利用吸收分量和色散分量的合成信号作为反馈信号,通过仿真证明可以利用合成信号作为反馈信号.该合成信号的提取利用两正交参考信号与合成信号耦合的方式实现,该方式方便了信号的提取,免除了调相的麻烦.最后还提出一种判定激光波长偏移的方法.     

用于激光原子囚禁的二极管激光器的稳频和移频

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行了稳频,使得激光器的等效线宽小于1～MHz,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,能满足激光冷却与囚禁原子对激光频率稳定性和频移量的要求,实现了Rb原子的激光囚禁。     

外腔半导体激光器设计与高次谐波稳频

研究了利特罗(Littrow)结构外腔半导体激光器的结构参量对激光连续可调范围的影响。给出了反射镜转轴等处的机械加工误差对激光波长连续可调范围所造成的影响的数值计算结果。介绍了半导体激光器外腔结构设计的具体细节要点。利用该设计制作的外腔只需要配合商用半导体激光管便可以得到优质的780nm激光输出,经测量其线宽小于1MHz,连续可调谐范围大于3GHz。利用腔外Rb饱和吸收谱的三、五次谐波稳频方法对半导体激光器进行了稳频。其中提出了优化激光频率短期稳定度的方法,并对调制深度的选择给出了详细的理论解释。根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出。     

基于共焦法布里-珀罗腔的无调制激光频率锁定

将激光器锁定到合适的参考频率上,可以有效改善激光器的频率稳定性。对于共焦法布里-珀罗(CFP)腔,沿腔轴的光路与同腔轴有一小夹角的光路对应的光程不同,因此二者对应的腔共振透射峰的频率之间会发生相对频移。这一特性可用来产生以共焦法布里-珀罗腔作为频率标准稳定激光频率的类色散型鉴频曲线,而不需要对激光频率或者共焦法布里-珀罗腔长进行调制扰动,也无需采用相敏探测。实验中实现了自制的852 nm光栅反馈半导体激光器相对于共焦法布里-珀罗腔的无调制频率锁定,由闭环锁定后的误差信号分析,30 s内典型的频率起伏小于340 kHz,较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏(约10 MHz)有了显著的改善。还通过调节入射到共焦法布里-珀罗腔两光束之间的夹角来改变频移量,对不同频率间隔下的类色散型鉴频曲线的斜率以及对激光器锁频后的频率稳定性作了比较。     

基于LabVIEW的外腔二极管激光器稳频实验

提出了一种通过计算机采样输出实现外腔二极管激光器(ECDL)稳频的新方法。此方法利用波长调制技术和LabVIEW软件的强大功能,在个人电脑上,制作了PI调节器,把ECDL锁在了甲烷1.6μm处的吸收线上。结果表明,被锁住的激光器频率漂移由自由运转的 160 MHz下降到 5.6 MHz,其稳定度在平均积分时间为64 s时达到最小值1.66×10-11,比自由运转时提高了约100倍左右,与模拟PI调节器达到了几乎相同的效果。     

运行于1053nm的单纵模掺Yb光纤激光器研究

研究了运行于 10 5 3nm波长的光纤光栅单纵模掺Yb光纤激光器的特性。其中 ,采用F P腔结构获得 18mW的单纵模激光输出 ,相移分布反馈 (DFB)结构获得 1 3mW稳定的单纵模激光输出。     

DFB激光器饱和吸收稳频的精密温控系统设计

相对于外腔半导体激光器,分布式反馈(Distributed Feedback Laser,DFB)激光器的温调率较高,为实现饱和吸收稳频,需要对激光器温度进行精密控制。分析了饱和吸收稳频系统的控温需求,基于MAX1978芯片设计了精密温控系统；利用恒流源对测温电桥电路进行了线性优化,利用遗传算法对模拟PID电路参数进行快速整定,系统最终实现0.2mK的控温稳定度,比同类设计的稳定度高1~2个数量级,解决了饱和吸收谱线明显晃动的问题,具有广阔的应用前景。     

激光稳频的共焦法布里-珀罗干涉仪

针对多普勒激光雷达激光源短期频率漂移低于1 MHz的要求,设计了一种共焦干涉仪作为频率标准进行稳频。通过对三种不同材料制成的共焦法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪中心频率随温度漂移情况进行分析对比,选用零膨胀微晶玻璃材料制作共焦法布里-珀罗干涉仪,腔镜和隔离器通过光胶的方式进行组合,并且置于温控精度优于0.01 K的双层密封温控箱中。经过实验测量,共焦法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围为370 MHz,透射谱半峰全宽(FWHM)为1.7 MHz,精细度为220。采用该共焦干涉仪进行稳频,理论稳频精度可达0.15 MHz,满足激光多普勒雷达单频激光源的稳频要求。     

用于激光稳频的精密温控系统设计

单块非平面环形激光器可用于产生单频激光。该激光器的频率随温度漂移系数理论值为- 2. 6GHzP℃。设计了一套精密温控装置,对该单频激光器温控以实现稳频。采用单片机结合PID 模块的方法构造温控系统,实现了32 ℃范围内±0. 01 ℃的控温精度,激光频率稳定性达到50MHz ,在此基础上进行了激光器温度调谐试验研究。上述方法构建的温控系统可以提高控制精度并大大缩短调试周期。