异面腔四频陀螺中的模牵引效应及补偿技术

为了提高异面腔四频差动激光陀螺(NFMDLG)的精度,提出了一种利用互易偏频的零偏补偿技术。根据气体激光器经典理论,推导了NFMDLG的互易偏频和零偏的表达式。分析了NFMDLG中的左旋陀螺分别位于增益曲线左、右侧时其输出零偏的特点,指出磁圆二向色性差损导致的零偏在这两种情况下大小相同符号相反。搭建了一套可同时测量互易偏频和零偏的实验系统,通过改变NFMDLG的放电电流和腔体温度验证了理论分析。在此基础上提出利用互易偏频补偿温度和电流变化导致零偏的方案。实验结果表明,温度变化50℃时,采用该补偿方法后零偏在±0.01Hz内波动;放电电流变化0.2mA时,补偿后的零偏降低了4/5。因此互易偏频可有效补偿模牵引效应导致的零偏误差。

模牵引效应对双频He-Ne激光器拍频稳定性的影响

为了提高利用压电元件稳频的双频激光器的拍频稳定度,分析了各种误差因素尤其是模牵引效应的影响。考虑模牵引效应后,拍频稳定度的理论值主要由程长、增益和温度的稳定度决定。在恒温室内,同一激光器使用普通电源时拍频稳定度为4.5×10-8,使用高稳定度电源时为1.2×10-9。测量了拍频与电流和温度的关系,证明增益和温度对拍频稳定度有较大影响。因此对采用压电元件稳频的双频激光器,除了稳频精度要高,还必须采用高稳定度电源并消除温度的影响,才能达到较高的拍频稳定度。

四频差动激光陀螺腔长敏感性的研究

为了改善四频差动激光陀螺的性能,研究了腔长敏感性随温度和工作电流变化的规律。利用气体激光器模牵引效应的经典公式,推导了四频差动激光陀螺腔长敏感性的表达式。通过扫模实验研究了腔长敏感性与温度、放电电流的关系。实验结果表明:温度越高,腔长敏感性越小;放电电流越小,腔长敏感性越小。因此采取较小的放电电流可降低四频差动激光陀螺的腔长敏感性,降低稳频误差的影响。

双纵模He-Ne激光器的拍频稳定度分析

对He-Ne双纵模激光器中两纵模的拍频稳定度进行了讨论。理论上分析了影响双纵模激光拍频稳定度的因素,推导出在考虑了频率牵引效应后双纵模的拍频稳定度和单模频率稳定度之间的关系。计算结果表明对于632.8 nm波长的He-Ne激光器,当频率牵引参量σ_i为10^(-3)时,双纵模的拍频稳定度约为其中任一单纵模频率稳定度的1000倍。实验证明当单纵模频率稳定度为1×10^(-9)时,其拍频稳定度为3.3×10^(-6)。