轴对称折叠组合CO_2激光器的相位锁定及其输出特性的研究

基于注入锁定原理,对轴对称折叠组合CO2激光器的相位锁定机制作了分析。详尽研究了相位锁定后光束的特性。结果表明,相位锁定能够提高光强的最大值,并且使输出光束的能量更集中。这样的结果能应用于激光打孔、激光切割等。

基于光相位锁定的载波可变光的毫米波产生技术

提出和实现了一种新型适用于光/无线混合接入的光子载微波产生方案.该方案利用直接调制分布反馈式半导体激光器可以产生宽谱信号的特点,将较低频率正弦信号直接调制半导体激光器,在半导体激光器中进行频谱展宽,然后把宽谱信号注入到多个半导体激光器中进行相位锁定从而作为相干锁定光源.用上述光源在不同波长加载不同信号进行传输,在接收端使用不同通带特性的光学滤波器对信号进行处理,可以选择接收基带信号、光子微波时钟信号、上行光源或不同载波频率的光子微波调制信号.作为验证,分别完成了2.5 Gbps基带信号、20 GHz和40 GHz光副载波调制信号的产生与接收.因为受限于试验条件,只进行了原理验证,但该系统理论上可集成波导设计,无需高频调制器件,并可生成更高载频光子微波信号,有利于未来的光/无线混合接入和超密集波分复用系统.

耗散腔中简并Raman耦合系统中光场的相位特性

利用Pegg-Barnett相位理论,研究了耗散腔中两个Λ型原子与相干态光场在Raman相互作用下光场的相位特性,并讨论了光场平均光子数和腔场耗散系数对光场相位特性的影响。结果表明:当腔不存在损耗时,光场相位分布概率以π/λ作周期性振荡;且在t=nπ/λ时刻,光场和原子是退纠缠的,相位分布概率曲线在极坐标图中呈单叶型结构;但在演化周期内,由于光场与原子的相互作用相位分布概率曲线会劈裂为多叶型结构。当腔场存在损耗时,相位分布概率的叶型结构会向中心扩散最终变为一个圆,即表明在考虑腔场耗散时光场的相位最终会变为随机分布;而且腔的耗散系数越大,光场相位越快趋于随机分布。另外,随光场的平均光子数增大,光场相位分布趋于集中。光场相位涨落受到腔场耗散的影响呈现出衰减周期振荡最终达到稳定值,而且达稳定值所需时间随耗散系数的增大而缩短。

基于注入锁定激光器和光相位补偿的相干解调方案

提出一种基于注入锁定本地激光器和光相位补偿的相干解调方案。通过注入锁定恢复本振光(LO),利用零差相干检测的方式对信号光进行解调,使用比例-积分-微分(PID)算法控制压电陶瓷(PZT)补偿光相位,使光相位差波动不超过±4.8°。实现了超密集波分复用无源光网络(UDWDM-PON)系统双用户400 Mbit/s伪随机二进制序列(PRBS)的调制、传输和解调,并进行了误码率(BER)测试。

基于相位偏移伺服系统的光电探测器频响测试方法研究

本文主要介绍了基于相位偏移伺服系统的光电探测器频响测试方法,利用光外差法与反馈系统产生较为稳定的拍频信号,主要可以用于光电探测器频响指标测试。该系统采用光外差方法产生拍频信号,并将拍频信号输入相位伺服系统进行锁相,对从激光器进行微调从而达到稳频目的。将激光器在需求波段进行扫描,来得到光电探测器的频率响应曲线。

基于法布里-珀罗激光器的超高重复频率光脉冲生成技术

本文提出了一种新的基于双模自注入锁定DC电流驱动的法布里-珀罗半导体激光器(FP-LD)来生成超高重复频率,高功率光脉冲的简单方法。传统的基于注入锁定增益开关调制的FP-LD产生光脉冲方法,存在输出脉冲重复率低(通常小于10GHz)、啁啾大和低输出功率的缺点。文章提出的方案中,通过一个带直流偏置的FP-LD与两个均匀光纤布拉格光栅(FBG)相连,来实现双模自注入锁定输出。该输出信号再进入一根长的、高度非线性的光纤(HNLF)中,通过自相位调制和反常色散之间的相互作用可获得高频光脉冲。实验结果,在FP-LD相邻的两个纵模同时注入锁定时,可获得了重复频率为139.6GHz宽度为1.6ps和时间带宽积为0.34的孤子光脉冲,峰值功率为120mW。我们还观察到当改变光栅的应力,可选择相间隔的两个纵模同时注入锁定,重复频率为279.2GHz的光脉冲序列,由于该脉冲序列的四波混频增益较139.6GHz序列低,因此四波混频效应不明显。该方案结构简单,成本低廉。

光学锁相环的研究进展

光学锁相环(OPLL)根据其锁定的两束激光间是否存在频差可分为零差光学锁相环和外差光学锁相环。主要介绍了外差光学锁相环的研究进展,它是一种通过鉴频鉴相方式使激光间的频率差保持相对稳定的偏频锁定方法。相较于其他激光偏频锁定方法,光学锁相环具有结构简单、伺服频率带宽大、频率偏置范围宽、锁定准确度高等优势,在原子相干、冷原子系统、相干功率合成以及外差干涉测量等领域都得到了越来越广泛的应用。首先介绍了激光偏频锁定的主要方法及光学锁相环的特点;其次介绍了光学锁相环的基本模型,分析了光学锁相环的误差反馈过程,并按照光学锁相环实现方法的不同详细介绍了其采用的关键技术和研究进展,对近年来光学锁相环在不同领域的应用进展做了简要介绍;最后对该方法的发展路线进行了总结和展望。

量子光力系统中激光额外噪声的高效抑制（英文）

采用级联非平衡马赫-曾德光纤干涉仪来降低激光额外噪声,并实验证明了其可行性及激光噪声抑制效果.当光纤干涉仪两臂长度差为127m时,通过自制的自动相位锁定装置,可以长时间稳定地将干涉仪两臂的相对相位锁定在零相位,此时激光光场在800kHz及其整数倍频率处的额外噪声得到高效地抑制,降低幅度可达45dB以上.调节干涉仪的两臂差,可以改变噪声过滤的频段.基于该方法的噪声抑制装置结构紧凑、成本低,可应用于量子光力系统中散粒噪声极限光场的获得.

用于铯原子基态双光子相干操控的大失谐Raman激光系统的研究

详细介绍了两套频差为9.2GHz且相位锁定的Raman激光系统的产生方法、判定方法、优缺点及其在铯原子基态相干操控中的应用。通过饱和吸收谱和法布里-珀罗腔的透射信号初步判断两束相位相干光频率差,通过拍频实验进一步证实了两束相干光的频率的相对稳定度。利用自由光谱区约为18.4GHz的控温标准具把激光器锁定在相对于铯原子D2跃迁线负失谐约为10GHz的频率上,实现了相位相干光的大频差锁定。实验上实现了单个铯原子在磁光阱(MOT)和偶极力阱(FORT)中基态超精细态的制备和检测。利用上述系统完成单个铯原子基态的任意相干叠加态的制备,从而实现量子比特。

单链路光束波前畸变对相干合成系统相位控制的影响

利用相位型空间光调制器产生可控波前畸变,对单链路光束波前畸变对相干合成系统相位控制的影响进行了实验研究。结果表明,当波前畸变均方根(RMS)较小(小于π/10)时,相位控制系统性能基本不受波前畸变的影响。随着波前畸变均方根值的增大,远场条纹逐渐发生不同程度的漂移,相位控制系统不再能够完全锁定各光束的相位,存在一定的相位控制残差。当波前畸变均方根值大于等于π时,相位基本不能被锁定,相位控制系统失效。实验结果对相位控制系统的影响对相干合成高能激光系统的工程实践具有参考价值。

基于注入半导体激光器的微波副载波相位调制信号产生

光载无线技术是解决终端超宽带无线通信的重要方法,光信号与微波/毫米波信号的融合处理技术在光-无线的数据格式转换中至关重要.提出了一种基于相位调制信号光注入Fabry-Perot型半导体激光器实现微波副载波相位调制信号产生的方法.光学注入半导体激光器的输出光场会产生一周期(P1)振荡效应,P1振荡产生的边带实现了相位调制信号光的调制分量的放大,被放大的调制分量与注入光载波在激光器腔内拍频形成微波副载波.注入光相位的变化导致新产生的微波副载波相位变化,实现了注入信号光相位信息转化为微波副载波相位信息.本系统完成1.3 Gb/s,2.7 Gb/s,2 Gb/s光相位调制信号到微波副载波相位调制信号的转换,并测量了微波的单边带相位噪声.通过光电转换和电域混频将还原出的光基带信号与原信号进行逻辑对比,证明了数据信息转换的正确性.

激光相位对空间构型光晶格中超冷原子干涉对比度的影响

利用功率反馈排除晶格阱深波动导致的不稳定性后,主要研究了激光在空间或介质中传输的相位波动对晶格中超冷原子对比度的影响。通过晃动光晶格,人为引入可控相位噪声来测量其对原子对比度的影响,发现不同强度的相位噪声对实验结果的影响显著不同。但是小强度的相位噪声对超冷原子干涉对比度的影响并不明显,目前干涉对比度的测量精度并不能完全反映出激光相位对冷原子系统相干性的影响,说明这种空间构型光晶格在捕获超冷原子方面具有较高的稳健性。所提出的激光相位锁定技术可以有效减少晶格系统中的相位噪声,为未来空间构型光晶格中更精密的测量提供了基础。

微振动振幅的精密测量

本文给出一种微振动振幅的精密测量方法.此方法采用光拍相位检测、伺服锁定干涉仪光程差和窄带检测技术,大大提高了信噪比.微振动振幅检测灵敏度达2.2×10^(-2)(?)/Hz^(1/2)(2kHz信号).

封底解读

封底体现了中红外锁模光纤激光产生的过程。利用近红外或短波中红外激光作为泵浦,激励稀土离子掺杂(如Er^(3+),Ho^(3+),Dy^(3+))的低声子能量氟化物光纤产生长波中红外激光,借助不同工作机制的中红外超快光"开关"(如材料可饱和吸收体、"人造"可饱和吸收体等)对激光进行调制,通过相位锁定使不同纵模实现相干叠加,最终产生中红外锁模脉冲。