基于单波长外腔共振和频技术产生波长可调谐589nm激光及钠原子饱和荧光谱的测量

本文基于新型单波长外腔共振和频技术实现了转换效率高、波长可调谐589nm激光的输出,其中基频光波长分别为1583nm和938nm,和频晶体为周期极化铌酸锂.在1583nm激光频率被锁定到外部环形腔腔模后,通过对938nm激光的频率扫描实现了输出功率4.96mW,调谐范围7GHz的589nm激光输出,并采用声光调制器的伺服反馈技术有效提高了输出功率的稳定性.最后采用该光源对钠原子在348—413K(75—140C)时D2线的饱和荧光谱进行了测量.观察到了多普勒背景下钠D2a,D2b以及Crossover的亚多普勒结构,其均可为589nm频率的锁定提供参考信号.

外腔共振和频系统中阻抗匹配的理论研究

外腔共振是提高和频效率的有效方法.实现外腔共振高效和频需要基频光高效地耦合到外部谐振腔中,因此系统要达到阻抗匹配.本文分别建立了双波长和单波长外腔共振和频系统的理论模型,分析了腔增强因子与耦合腔镜反射率、入射基频光功率等参数的依赖关系,通过数值模拟获得最优化的共振光耦合腔镜反射率,使系统达到阻抗匹配,提高和频效率.研究表明,无论双波长还是单波长外腔共振和频系统,共振基频光的最佳耦合腔镜反射率只会随着另一束共振或者不共振的基频光入射功率的增加而减小,而其本身的入射功率变化则影响较小;进一步分析表明,若共振基频光的耦合腔镜反射率超过阻抗匹配值,和频光功率将会迅速减小,而小于阻抗匹配值时,和频光功率减少速度相对较慢,因此实验过程中要尽量避免过耦合的情况出现.本文的理论分析过程将对外腔和频实验有一定的指导意义.