激光稳频技术的新发展(Ⅱ)──连续激光器的稳频技术

一、利用基准元件的色散曲线构成光频标准［１］光学干涉仪（Ｆ－Ｐ腔）或原子分子谱线是理想的鉴频器,利用光学和光谱学的有关技术（如饱和光谱学）压缩谱线宽度,即可获得精度极高的光频参考基准．以前是利用透射辐频特性曲线,采取两种方法来进行激光稳频的．一种方法是通过调制、同步检波系统获得谱线的微分曲线,借此稳定激光频率,其缺点在于系统是窄带的,鉴频曲线的下摆部窄小,外界引起的光频跳变很易导致失锁,并且?...     

连续可调谐1.52μmHe-Ne横向塞曼稳频激光器

研制成横向磁场中全内腔单模1.52μmHe—Ne激光器.提出了一种在锁定情况下,激光频率沿最佳S曲线连续调谐的方法.采用这种方法,激光频率在较宽范围内调谐,均达到较高频率稳定性.适于作单模光纤通讯的相干光源.     

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。     

1319nm种子激光器稳频控制

为了满足我国先进中高层大气测风温激光雷达的高精度探测需求,介绍了一种基于高精度波长计和高性能数模转换器等器件,结合自主编写软件搭建的一套主动反馈稳频系统,实现了对1 319 nm种子激光器的稳频控制。经过波长稳定度测试实验,结果表明该系统能够使种子激光的波长连续12 h锁定在1 318.819 99±0.000 06 nm范围内（稳频精度小于20.7 MHz）,波长稳定度提高5个量级,波长的Allan方差单调递减趋近于10-6,实现了对种子激光波长的长期精确锁定。该结果将为其他同类激光雷达的高精度探测提供技术保障。     

多频染料激光器的相关调谐原理

本文将染料激光系统模式耦合理论应用于三频或多频运转的染料激光器,得到了用“增益-损耗比”和振荡频率所含模数等参量表示的振荡条件关系式,讨论了三频染料激光的振荡状态图及其相关调谐问题.     

连续染料激光器谐振腔结构的分析

本文运用模象理论和图解分析的方法分析连续染料激光器谐振腔的结构特性,并着重分析其中光模的象散补偿问题．一、染料腔结构的一般特性分析氩激光泵浦的连续染料激光器的谐振腔通常采用图1所示的三镜折叠腔的形式．作为激光工作物质的染料自由波流膜,以布儒斯特角取向,位于短腔臂中的小束腰处．这种三镜折叠腔的等效光路是一个包含一个等效透镜的三镜栓（见图2）．为分析简单起见,这里我们暂且忽略染料液膜的作用．由于Ｒ?...     

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。     

米的最新定义与稳频激光器

两千多年前,秦始皇就在中国的士地上统一了度量衡．例如,那时的长度单位“累黍定尺”和“黄钟律管”．“累黍定尺”是利用了统计学,而“黄钟律管”则是利用了波长与频率的关系．这和今天利用波长与频率的关系得到光速值来定义长度单位米的原理是近似的．可见我们的祖先早在两千年以前就探索利用自然规律作为物理量的标准．本文就新米定义的建立、实现和新米定义在生产及科学技术中的作用,作一简要介绍．一、米和米的最新定?...     

原子稳频半导体激光器的微处理器智能控制

在Cs原子法拉第反常色散滤光器(FADOF)光反馈半导体稳频激光器的基础上,引入以微处理器为核心的数字补偿控制技术,对稳频半导体激光器的工作实行智能化控制,大大提高了原子稳频半导体激光器的稳定性、可靠性和抗干扰能力,使之更具有实用价值。     

分子泛频谱稳频半导体激光器研制成功

北京大学无线电系,激光光谱科研组和中国计量科学研究院长度处,长度基准实验室合作,使用温度控制和电流扫描相结合的方法和差分放大检测技术,在822.6～823.2nm波长范围内,观察到了H_2O分子(0,0,0～2,1,1)跃迁的26条泛频谱线,吸收线的宽度约为1GHz。利用一次谐波和三次谐波稳频技术,成功地将半导体激光的频率稳定在H_2O分子的一条较强的泛频谱线上(822.824nm)。整个装置可以连续稳定工作近20hr。用鉴频曲线的方法测得用Allan方差表示的频率稳定度如下, 对一次谐波稳频:1.5×10~(-10)(1s)和4.O×10~(-11)(10s)     

243 nm稳频窄线宽半导体激光器

243 nm是氢原子1S-2S能级跃迁光谱波长. 本文利用Pound-Drever-Hall稳频技术将972 nm光栅反馈外腔半导体激光稳定在一个高精细度低膨胀系数的超稳法布里-珀罗腔上, 通过锥形放大器放大和腔内两次共振增强倍频得到243 nm激光, 最终实现用于探测氢原子1S-2S双光子跃迁的243 nm窄线宽激光.     

半导体激光器稳频用新型环形干涉仪

本文提出了一种新型的用作半导体激光器稳频参考的环形干涉仪。此干涉仪用一块人工石英晶体棱镜做成。棱镜精确抛光成等边三角形,并且每个面上镀有多层介质膜。此干涉仪能大大降低半导体激光器的光反馈,而且其光轴比普通环形干涉仪容易校正。使用这种干涉仪时可使AlGaAs半导体激光器的频率漂移降低到1MHz。     

面向空间引力波探测的低噪声稳频激光器

基于未来卫星间激光干涉任务的需求,介绍了一种基于迈克耳孙光纤干涉仪稳频的1064 nm激光稳频系统,该系统采用全光纤器件,结构紧凑、体积小、可靠性强。通过拍频测试,得到该系统的频率噪声在30 mHz～1 Hz范围内小于30 Hz/Hz1/2,频率稳定度在积分时间为1 s和1000 s时分别为1.2×10-14和3×10-13。该系统的性能满足LISA任务对稳频激光的需求,有望应用于未来的空间引力波探测任务。     

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。     

二极管激光泵浦固体激光器和稳频研究

用调制法布里－珀罗干涉仪方法稳定二极管激光泵浦的ＮｄＹＶＯ４单频激光器的频率。在锁定情形下，激光频从自由运行慢漂移１．４３ＭＨｚ／ｓ和抖动±２．５ＭＨｚ分别改善到７５．７５ｋＨｚ／ｓ和±１ＭＨｚ     

峰值稳频横向塞曼He—Ne激光器

本文主要介绍一种峰值稳频横向塞曼He-Ne激光器。实验发现激光器输出相互垂直振动的光拍频频率的最大值对应激光器增益轮廓中心。利用调制的方法将激光器输出激光的频率稳定在增益轮廓中心。与国家计量测试研究院的碘吸收稳频标准激光器拍频,频率稳定度为1×10~(-9)。     

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。     

提高稳频He－Ne激光器输出功率的研究

稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率与谐振腔的损耗密切相关。本文对其中的布儒斯特角窗口带来的附加损耗进行了定量的分析，指出布儒斯特窗片封接引起的各向异性损耗是主要的腔内损耗来源。在实践上采用具有独特优点的锢封接技术，大大提高了布儒斯特窗片的封接质量，从而减小了腔的损耗，提高了稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率。比如，腔长为１１０ｍｍ的６３３ｎｍ稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率达到２．５～３．０ｍＷ。     

提高稳频He—Ne激光器输出功率的研究

稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率与谐振腔的损耗密切相关。本文对其中的布儒特角窗口带来的附加损耗进行了定量分析，指出布儒斯特窗片封接引起的各向异笥损耗是主要的腔内损耗来源。在实践上采用具有独特优点的锢封接技术，大大提高了布儒斯特窗片的封接质量，从而减小了腔的损耗，提高了稳频Ｈｅ－Ｎｅ激光器的输出功率。