双腔大频差双频全固态激光器设计与实验研究

为了获得大频差双频激光输出,设计了一种由偏振分光棱镜和半波片组成的新型双折射滤光片作为激光纵模选择元件。将这种新型双折射滤光片置于激光二极管（LD）抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内,实现了单纵模激光振荡。绕激光腔轴旋转半波片以改变波片快轴与偏振分光棱镜偏振面之间的夹角,发现单纵模激光输出功率发生周期性变化,变化周期约为π/2。设计并实验研究了一种LD抽运双腔大频差双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔（即直线腔和直角腔）共用相同的激光介质和纵模选择元件,1064 nm激光p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,改变每一谐振腔的长度可以调谐腔内单纵模激光的谐振频率,从而实现双频激光频差调谐。实验观察到1064 nm正交线偏振双频激光的频差在27-113.4 GHz范围内可调谐。

频差3～40MHz的He Ne双频激光器

报道了自行研制的 3～ 4 0MHz频差的双频激光器。用两种方法成功地得到 3～4 0MHz的频差 :第一种方法是将寻常光 (o光 )和非寻常光 (e光 )在空间分离 ,使其各自使用各自行进路径上的放大Ne原子介质 ;第二种方法是对双折射双频激光器外加横向磁场 ,将放大Ne原子介质分成两类 ,一类只放大o光 。

掺钕晶体双频微片激光器的频差温度特性研究

对不同参数的掺钕晶体双频微片激光器(DFML)进行频差温度特性研究.探索了在不同腔长、不同种类掺钕介质的DFML中,晶体温控温度对双频信号频差的影响.结果表明,双频信号频差与谐振腔光学腔长成反比,与晶体温控温度呈正相关;其中0.5mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.34GHz/℃,0.8mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.12GHz/℃,1mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.044GHz/℃;即腔长越短,晶体温控温度对频差的影响越大.不同材料Nd∶YVO4和Nd∶GdVO4晶体1mm腔长的DFML双频信号频差随晶体温度的变化率相近,仿真与实验结果符合较好.

基于双频脉冲激光器的距离多普勒探测

采用双频激光器产生的两个频率的脉冲激光作为载波,结合微波信号处理技术,进行目标距离和速度的探测.导出了探测信噪比与激光传输距离之间的关系,分析了双频激光脉冲宽度对多普勒探测的影响.应用微波提取差频信号的方法,对脉冲带宽和多普勒差频值之间进行了比较,分析了脉冲带宽可以包含多个多普勒门和脉冲带宽小于多普勒差频这两种情况下探测多普勒信号的方法.

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz^3GHz.

失谐扭转模腔双频Nd∶YAG激光器

设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统,该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件,Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片,在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片,输出连续可调谐双频激光,最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析,得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明:两个四分之一波片正交时,激光器输出线偏振单纵模激光,扭转模腔失谐时,单纵模分裂为两个正交的线偏振模,实验获得的最大频率分裂量为3GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单,可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

双频微片激光器的研究进展

介绍了双频微片激光器的原理与国内外各种双频微片激光器的研究成果及其在精密测量中的应用,尤其是LD泵浦的双频微片激光器。分析了影响双频微片激光器产生大频差的因素,并展望了双频微片激光器今后的发展趋势。

大频差双折射双频Nd∶YAG激光器

提出并论证了一种新型双频激光器研究方案 ,即在激光二极管 (LD)抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内 ,插入一只集纵模选择与纵模分裂于一体的多功能元件———晶体石英F P标准具。因腔内存在双折射效应 ,每一激光纵模分裂为两个相互正交的线偏振模 ,即o模和e模 ;同样 ,Nd∶YAG激光增益带宽范围内标准具的唯一透射极大峰也一分为二 ,即分裂为o峰和e峰。使一个o模位于o峰的峰顶处 ,并使一个e模位于e峰的峰顶处 ,即可实现o模和e模的同时运转。将厚度为 0 6 45mm ,切割角 (晶体光轴与晶体表面法线间的夹角 )为 10°的晶体石英F P标准具 ,置于腔长为 40mm的Nd∶YAG激光谐振腔内 ,获得了双纵模同时振荡输出 ,其频差约为 2GHz。

新型大频差可调谐双频激光器

提出了一种新型大频差可调谐双频激光器。利用 L D端面泵浦 Nd:YAG微片 ,将液体压强通过传递膜片加到晶体径向上。由于应力双折射效应 ,此微片激光器纵模发生分裂产生频差。理论分析和实验表明 ,此频差与施加的压强成正比关系 ,通过改变压强即可实现频差调谐。实验中获得了良好的频差与所加压强的线性调谐关系 ,并得到了约 3.4

大频差可调谐双频Nd:YAG激光器设计与实验研究

为了产生大频差可调谐双频激光输出,利用偏振分光棱镜（PBS）的自然分光和起偏作用,将激光谐振腔分成正交的直线腔和直角腔,设计一种激光二极管端面抽运频差可调谐双频Nd∶YAG激光器。该激光器的两个腔均采用双折射滤光片使1064 nm振荡激光的p和s偏振分量分别以单纵模振荡输出。理论分析双折射滤光片的选模原理和双频激光同时振荡原理,实验研究1064 nm Nd∶YAG激光单纵模振荡特性和调频特性。实验观察到的1064 nm双频激光的频差调谐范围为11.4～168.6 GHz,其最大频差达到Nd∶YAG的荧光线宽。这种大频差可调谐1064 nm双频Nd∶YAG激光器可广泛应用于激光干涉测量和激光光谱学等领域。

高精度高测速双纵模热稳频激光干涉仪研究

现代机械工业的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000mm/s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能满足这一要求。为此该文采用长度为206mm、频差约728MHz的普通全内腔He-Ne热稳频激光器为光源,外加带有高频振荡器形成的交流信号进行脉冲计数的信号处理电路,构成高精度高速双纵模热稳频激光干涉仪。通过实验对干涉仪的测量速度和精度进行了验证,其精度达到0.1μm/800mm。实验证明,该干涉仪可以对速度为1000mm/s的运动物体进行位移和速度测量。

Nd:YVO_4双频微片激光器的热致频差调谐实验研究

实验研究了基于Nd…YVO4晶体的亚太赫兹(sub-THz)双频微片激光器(DFL)的热效应及其对输出激光信号频差的影响。在实验中,通过改变DFL的温度,实现了激光信号频差的调谐。实验结果表明,在一定温度范围内,DFL的激光信号频差随激光器温度的升高呈线性增长,以此可实现频差的温度调谐。

中频差Zeeman双折射双频激光干涉系统的实验研究

Zeeman双折射双频激光器能够输出3～40MHz频差的双频激光，可用作高测速双频激光干涉仪的光源。针对这种激光器的特点，以频差约7MHz的Zeeman双折射双频激光器为干涉仪的光源，建立了中频差双频激光干涉仪测量系统。经过与商用HP5528A双频激光干涉仪的比对测量实验得出，中频差双频激光干涉仪实验测量系统测量线性度小于0．002％，测量的标准不确定度小于0．1μm，证明了中频差双频激光干涉系统的可行性和针对这种光源采用的设计方案的正确性。

双频激光器的稳频研究

本文研究了双频激光器的单模工作条件,频差随磁场强度的变化,以及左右旋偏振光由兰姆下陷所引起的多个稳频点问题.利用拍频方法测出双频激光器的频率重复性优于4.4×10^(-8),长时间(2小时)频率稳定性优于2.5×10(^-8).

高测速双频激光干涉仪的若干关键问题研究

新型的塞曼 双折射双频激光(DFL)器可连续输出频差3～40MHz的DFL,以这种激光器为光源的干涉仪允许的最高测速可达4m/s或更高。激光器输出的是两正交的线偏振光,针对这一特性设计装调了系统光路,观察到理想的频移现象。已有外差信号处理方法均不能移植用于处理中频差,改进大数对减法使之适合于处理中频差外差信号,得到50MHz以内无累积误差的计数结果。

全光型激光微片高灵敏度压强传感器

提出并实现了一种新型全光型压强传感器。用LD输出光经光纤抽运圆片状Nd∶YAG微片 ,被测压强通过传递膜片加到晶体径向上。由于应力双折射效应 ,此微片激光器输出光的频率发生分裂。输出的频率分裂激光经光纤传输至光电接收器 ,其拍频经光电转化成正弦频率电信号 ,探测该频差即可得到被测压强。对此激光器的出光模式对测量的影响进行了研究。实验获得了 1.31MHz/kPa的测量灵敏度。证明此压强传感器适于高灵敏度测量 。