633 nm热稳频He-Ne激光真空波长校准研究

633 nm热稳频He-Ne激光是激光干涉测量技术中应用最广泛的波长标准光源。633 nm激光波长是几何量计量中最重要的溯源路径。该文分析了633 nm热稳频He-Ne激光的频率特性,并以此为依据详细探讨了633 nm热稳频He-Ne激光器真空波长的校准内容和校准方法。在激光平均波长测量和波长不确定度评定中均考虑了波长复现性产生的影响,给出了校准数据处理方法和不确定度评定示例。结果显示,在633 nm热稳频He-Ne激光真空波长校准中,考虑复现性的影响是必要的。

高功率碘稳频He-Ne激光波长参考源

为满足精密测量对高稳定激光单色光源功率的要求,研制了全封闭、一体化结构的高功率碘稳频He-Ne激光系统。对该系统所采用的饱和光谱探测原理、吸收峰识别与锁定方法以及激光波长的稳频效果进行了研究。首先,介绍了三次谐波方法探测饱和吸收光谱的基本原理,分析了其消除功率背景的方法。接着,分析了碘稳频激光中一体化谐振腔的稳定性,详细讨论了谐振腔轴向膨胀和横向非对称形变对输出功率的影响。然后,分析了激光输出功率与碘分子饱和吸收峰之间的对应关系,介绍了利用二次谐波信号实现吸收峰识别的可行性,并展示了高稳定谐振腔的长时间锁定能力。最后,分析了高功率碘稳频He-Ne激光波长的稳定度与复现性。实验结果表明:高功率碘稳频He-Ne激光波长抖动标准差为33 kHz,1 000 s稳定度达到4.1×10^(-13);三个月内激光波长的复现性达到3.3 kHz (7.0×10^(-12)),与国际计量委员会推荐的频率差为3.0 kHz。

633nm He-Ne碘稳频激光波长的国际比对

１９９７年７月，在北京中国计量科学研究院进行了由国际计量局组织的碘稳频６３３ｎｍ Ｈｅ－Ｎｅ 激光波长基准的多边国际比对，进行了频率稳定度、频差及相应的压力位移、功率位移和调制位移测量实验。测量工作以ＢＩＰＭＰ３激光器为参考，最后给出以ＢＩＰＭ４激光器为基准的最终测量结果。

He-Ne激光的波长检测及稳频技术——激光干涉仪技术综述之二

介绍了He-Ne激光的稳频原理及波长检测方法,分析了Lamb凹陷、纵向塞曼、横向塞曼及双纵模等几种典型的稳频系统的技术特点。

弹性加力中频差He-Ne塞曼-双折射双频激光器及稳频

为了提高激光干涉仪的测量速度,研制了一种新型塞曼-双折射双频激光器(Z-B激光器),该激光器对增益管加横向磁场和对其"透射反射镜"加外力。采用了弹性加力方案,使其频差比刚性加力He-Ne激光器具有更高的赋值精度,达到±0.2MHz。同时,还报道了对该激光器进行的稳频研究。利用调谐腔中平行光和垂直光的等光强点作稳频点,以光强平衡为依据设计热伺服控制电路,考虑了成本的最小化和系统的集约化,采用纯模拟元件实现了中频差He-Ne Z-B激光器频率的稳定。对频差5.4MHz的Z-B激光器的稳频结果为:3h稳频精度优于2.1×10-8。

He-Ne激光器的双纵模热稳频系统

本文描述一种新的He-Ne 激光源热稳频系统。用比较两个纵模相对强度变化的办法,通过特定的电路控制内腔式激光器放电管的电流强度,即改变管中等离子体温度,以此来控制谐振腔长度达到稳频目的。在20±1℃条件下频率不稳定度≤1.1×10^(-9),在有强烈冷热气流干扰时也<1×10^(-7)。长期稳定性能,限于条件,曾试验到160小时而不“跑模”。

633nm横向塞曼稳频He-Ne激光器充入自然氖实现拍频锁定的研究

一、引言 众所周知，兰姆凹陷稳频是以原子跃迁中心频率v0为参考标准的；而纵向塞曼稳频是利用塞曼分裂的左、右旋圆偏振光的频率曲线的交点为稳定点的。因此，这两种稳频激光器内都必须充入^20Ne气体才能保证有单一的频率稳定点而实现高精度的稳频。

双纵模He-Ne激光器的热稳频技术研究

介绍了双纵模He-Ne激光器的热稳频技术原理,设计了热稳频控制系统,并进行了相关的实验。根据实验结果可知,本热稳频系统实现了将两个纵模频率稳定在增益曲线中心频率对称位置和不对称位置上。根据拍频结果可知,当稳定在对称位置上时,激光器的频率稳定度达10-10量级;当稳定在不对称位置上、维持频率稳定度10-10量级时,激光器输出单纵模的功率最高达总功率的80%。

15μm波长DFB半导体激光乙炔(^(12)C_2H_2)线性吸收稳频

建立 1 5 μm波长标准的工作既是现实应用的需求 ,也将填补波长计量标准系列在近红外波段的空白。本文报导中国计量科学研究院在这项研究中的第一阶段工作 :用国产分布反馈半导体激光 (DFB LD)和自行研制的乙炔 (1 2 C2 H2 )吸收室 ,进行了吸收光谱实验 ,实现了 1 5 μmBFB LD的C2 H2 线性吸收稳频。

一次微分进行激光稳频的思路

为提高碘稳频激光器稳频方法的可靠性,并研究一次微分在稳频激光中的应用效果。采用仿真的形式对碘稳频激光器输出信号进行模拟,通过分析各类微分信号的控制特性,研究可以参与控制的微分信号。通过公式推导出一次微分信号存在偏移情况。通过仿真对一次微分信号与三次微分信号的稳频特性进行对比评价。结果表明,一次微分信号远大于三次微分信号,但一次微分信号存在偏移,提出一种利用一次微分信号进行稳频控制的方法,克服背景信号多普勒效应引入的频率偏移;仿真计算表明,相比三次微分稳频方法,该文方法的控制范围更大、稳频精度更高。说明采用一次微分信号控制的稳频系统可以有效改善稳频特性。并可以尝试使用单片机对稳频系统进行数字化改进。

中国的国家长度基准:稳定在^(127)I_2超精细结构上的633nm He-Ne激光(续)——现代计量科学专题之三

4新一代碘稳频激光系统 进入20世纪90年代以来,由于技术的不断进步,在计量学领域,633nm稳频He-Ne激光被广泛使用.基于三次微分技术的碘稳频He-Ne激光除了在传统意义上用于计量标准的目的外,也开始进入到一些有特殊精度要求的测量系统中.

铷吸收半导体激光稳频光波长标准研究

文中介绍了用铷吸收光谱法对半导体激光器进行稳频,从而稳定其输出波长;通过对包括半导体激光驱动源、稳频器、吸收室、光路等系统的优化设计,达到具有高信噪比微分误差信号,从而大大提高了半导体激光器稳频锁定灵敏度和长期稳定性。采用文中介绍的方法建立的光波长标准系统,其波长的测量重复性、稳定性可满足当前和将来很长一段时间光波长计校准的需要。

基于光频梳的乙炔稳频1542 nm激光波长测量研究

利用光频梳对稳频激光波长进行测量是建立基于光频梳的波长基标准的必经程序。为了建立基于光频梳的波长标准,并为开展激光波长校准工作提供技术准备,利用自研光纤光频梳对乙炔稳频1542 nm激光波长进行了测量。利用光频梳产生参考激光与待测激光差拍,通过简单的代数关系获得了乙炔稳频激光的绝对频率和真空波长,并与相应的国际推荐值进行了对比。实测获得的乙炔稳频激光的真空波长值为1542.38371235742 nm,在CIPM给定的不确定度范围内,秒稳定度为4.13×10^(-13)。两台不同的光频梳对乙炔稳频激光波长的测量结果具有高度一致性,进一步证明了光频梳对激光波长的测量准确性。本研究对于顺应国际长度基标准发展趋势,加速光频梳在激光波长测量领域的应用进程具有重要意义。

铷吸收半导体激光稳频光波长标准研究

介绍了用铷吸收光谱法对半导体激光器进行稳频,通过对包括半导体激光驱动源、稳频器、吸收室、光路等系统的优化设计,达到具有高信噪比微分误差信号,从而大大提高了半导体激光器稳频锁定灵敏度和长期稳定性。采用文中介绍的方法建立的光波长标准系统,其波长的测量重复性、稳定性可满足当前和将来很长一段时间光波长计校准的需要。

中科院测地所完成稳频激光器波长及稳定性检测平台搭建

2017—03—16～03—17中科院测地所委托中国计量科学研究院搭建的一套适用于绝对重力仪稳频激光器波长及稳定性检测的平台完成。该平台通过被测稳频激光器与633nm碘分子稳频激光器进行拍频测试，实现被测稳频激光器的波长测量。如果进行长期的拍频测试，还能进一步测量稳频激光器的稳定性。该平台可为陆态网络绝对重力仪比对观测提供激光波长标定。

基于1.6μm甲烷气体吸收线的半导体激光器频率稳定性分析

利用波长调制技术以及数字PI控制器将外腔二极管激光器(ECDL)稳定到1. 6μm处的甲烷气体吸收线上 稳定后的激光频率波动小于5. 6MHz,相对于自由运转时的160MHz有了很大提高, 而误差信号的Allan方差均方根(即稳定度)在平均积分时间为64s时达到最小值1. 66×10-11 从理论上定性分析了频率稳定度受到的各种限制因素,最后得出本实验中频率稳定度主要受频率调制和探测器噪声限制的结论,同时给出了提高频率稳定度的方法

采用三稳频激光源实现绝对长度测量

合成波长法利用多个波长构建数值足够大的合成波长,从而可实现绝对测量.然而实际应用中要找到波长值合适且波长稳定性足够高的多个波长难度很大.本文研究了一种长度绝对测量光路,采用三个高精度稳频波长构建合成波长链,建立合成波长链测量公式及其级间过渡条件,搭建相移干涉光路测量各单一波长的干涉级次小数值,最后实现绝对长度的高精度测量.对零膨胀微晶玻璃样品进行了长度测量实验,实验结果及误差分析表明长度测量不确定度约为3nm.所提方法对样品的初测精度要求较低,而测量范围仅受干涉光路的长度限制.

激光稳频技术的新发展

本文着重介绍精密计量行业中运用的Ｈｅ－Ｎｅ激光器的稳频技术，并综述了Ｈｅ－Ｎｅ激光器单模、双模稳频技术的现状和发展动向以及新兴的半导体激光器稳频技术．

He-Ne激光器和准热源的单光子计数分布的测量

我们用M-1109型光子计数器测量了单模He-Ne激光器和准热源的光子计数分布。采用了L.Mande提出的新的死时间修正方法,得到无死时间效应的光子计数分布。实验装置如图1所示。实验中用的激光源是He-Ne稳频单模激光器,激光波长为6328（）,频率稳定度为10-7,调节到激光最强以实现远在阈值以上的最佳工作状态。单模热光源是采用所谓的“准热源”方法。

稳频激光综述

本文简要介绍在计量中应用的各种稳频激光系统的频率稳定度和复现性、激光频率和波长测量的现状以及新的米定义。