基于声光调制器的光学锁相环He-Ne激光稳频方法研究

报道了一种基于声光调制器与光学锁相环相结合的高稳定度激光稳频方法,用于提高热稳频He-Ne激光器的频率稳定度和准确度。为了克服全内腔热稳频He-Ne激光精密调谐困难的缺点,发展了基于声光调制器两次移频的频率调谐光路,有效地消除声光调制器移频光束路径对衍射角θ的依赖。自行研制了具有高灵敏度与捕获带宽的光学锁相环系统,利用声光调制器的高频率响应特性实现热稳频He-Ne激光高速、准确的锁定。成功实现了热稳频He-Ne激光器偏频锁定至碘稳频HeNe激光器。实验结果表明,环路锁定后拍频频率波动在±0.2 Hz范围内,频率抖动的标准差为0.04。偏置频率为30 MHz时,系统在1 s和1000 s积分时间的相对阿伦方差分别为3.3×10^(-9)和1.4×10^(-12)。系统锁定后,压缩后的拍频线宽小于2 kHz。该研究表明,采用基于声光调制器与光学锁相环相结合的激光稳频方法可以实现亚赫兹级的激光频差控制,通过将热稳频He-Ne激光器偏频锁定至高稳定度的参考激光源可以显著提升其频率稳定度和准确度。

光频梳精密测量543 nm稳频He-Ne激光波长方法研究

报道了一种利用光频梳精密测量543 nm He-Ne激光波长的实验方法,该方法采用偏频锁定技术将1086 nm连续分布式反馈光纤激光器锁定至光学频率梳,然后通过非线性光学晶体周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频产生高稳定的543 nm连续激光。以倍频产生的543 nm激光作为参考标准光源,通过光学拍频方式实现被测543 nm热稳频He-Ne激光器波长的精确测量。实验结果表明,分布式反馈光纤激光器与光频梳锁定后3 h内的频率波动极差为0.2 MHz,且能长时间保持可靠的锁定状态。被测543 nm热稳频He-Ne激光器的频率抖动极差为1.3 MHz,标准差为0.2 MHz,1 s和1000 s的频率稳定度分别为2.1×10^(-10)和1.1×10^(-10),波长复现性为0.2 MHz,该方法的测量结果与利用碘稳频543 nm He-Ne激光拍频测量的数据等效。将1086 nm激光与光频梳连接,再通过倍频方式实现低功率543 nm He-Ne稳频激光波长的测量,该方法能够直接实现激光波长测量向时间频率基准的溯源,有效保证了测量结果的准确性。