主动稳频连续波可调谐环形染料激光器电子学控制系统

我们研制的主动稳频连续波可调谐环形染料激光器,其波长范围从5700～6200可以连续调谐;激光频率短期稳定性小于1MHz;长期激光频率稳定性在一个小时之内小于100MHz:并且可以自动连续扫描30GHz 不跳模。论述在环形腔外采用一个高精度、高稳定性的光学参考腔(即为光学鉴频器),将激光频率的不稳定性鉴别出来,通过三路电子学控制系统,对环形染料激光器腔内几个激光频率调谐元件进行反馈控制,并且可以对激光频率进行自动锁定扫描跟踪控制。

半导体激光器稳频技术综述

具有窄线宽和较高频率稳定性的半导体激光器,在高分辨率激光光谱、原子频率标准、大气和环境监测、光通信等众多领域中具有极其重要的应用。因此半导体激光器的稳频研究具有十分重要的意义和应用价值。较为全面地总结了目前国内外广泛应用的各种半导体激光器稳频技术,简要介绍了各稳频技术的实验方案及基本原理;对各方案的特点、能够达到的频率稳定水平、优缺点等进行了全面的分析。最后对半导体激光器稳频发展趋势做了预测。

半导体激光器稳频技术

窄线宽稳频激光器在精密干涉测量、光学频率标准、激光通信、激光陀螺、激光雷达、基本物理常数测量和冷原子系统等研究领域有着广泛的应用。自由运转的半导体激光器每天的频率漂移量可以达到GHz,因此研究半导体激光器的稳频具有十分重要的意义。以780 nm的半导体激光器稳频为例,介绍了目前广泛使用的各种半导体激光稳频技术的基本原理及试验方案,如消多普勒饱和吸收光谱稳频技术、消多普勒双色谱稳频技术、调制转移谱稳频技术、调频光谱稳频技术和频率-电压转换稳频技术,并对各种稳频方法的性能和特点进行了分析。

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|6^(2)S_(1/2),F=4→|6^(2)P_(3/2),F=4,5交叉峰和|6^(2)S_(1/2),F=4→|6^(2)P_(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。

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技术的研究报道,将其优缺点进行比较分析。经过反复对比,相位调制光外差(PDH)稳频技术具有明显的优势,可以得到极高的频率稳定度。