微晶玻璃兰姆凹陷稳频He-Ne激光器一体化研究

论文摘要

本文介绍了He-Ne激光器兰姆凹陷的成因和兰姆凹陷稳频的基本原理,描述了微晶玻璃兰姆凹陷稳频He-Ne激光器的基本结构与其突出的优良特性。基于IRIS40xx系列芯片设计了激光器的配套反激式低压与高压开关电源,测试了不同载荷情况下电源输出各路电压的稳定度和高压电源长期工作的稳流精度。基于拍频法的原理测量了激光器输出激光的频率稳定度,并对激光器的输出功率稳定度和高低温条件下的工作可靠性进行了评测,最终实现了激光器与配套电路系统的一体化设计与制作。测试结果表明,低压电源的纹波和尖刺小,输出电压稳定,高压电源效率高,长期工作的电流稳定度优于10-2,可以满足激光器长期稳定工作的要求。一体化稳频激光器1秒取样的相对频率稳定度为10-10量级,1000秒取样的相对频率稳定度为10-9量级,达到了兰姆凹陷稳频的极限频率稳定度。激光器在室温与恒温条件下的输出功率稳定度分别优于6%和1%,并在-40℃～+60℃的变温情况下能够稳定工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 影响激光器频率稳定性的因素
• §1.2 激光稳频技术及稳频激光器的发展
• §1.3 兰姆凹陷稳频激光器
• §1.4 本课题的任务及意义
• 第二章 兰姆凹陷稳频的基本原理
• §2.1 兰姆凹陷产生的机理
• §2.1.1 烧孔效应
• §2.1.2 兰姆凹陷的成因
• §2.2 兰姆凹陷稳频原理
• §2.2.1 兰姆凹陷稳频系统
• §2.2.2 兰姆凹陷稳频原理
• 第三章 兰姆凹陷稳频He-Ne激光器基本结构
• §3.1 兰姆凹陷稳频He-Ne激光器的基本要求
• §3.2 兰姆凹陷稳频He-Ne激光器基本结构
• §3.2.1 普通兰姆凹陷稳频激光器基本结构
• §3.2.2 微晶玻璃兰姆凹陷稳频激光器基本结构
• §3.2.3 两种激光器对比
• 第四章 微晶玻璃兰姆凹陷稳频He-Ne激光器工作电路
• §4.1 激光器电源电路的设计
• §4.1.1 激光器电源低压系统
• §4.1.2 激光器电源高压系统
• §4.1.3 反激式变压器的设计与制作
• §4.2 激光器电源电路工作性能
• §4.2.1 激光器电源电路工作情况
• §4.2.2 激光器电源电路测试实验
• §4.3 激光器前置放大电路和稳频电路
• §4.4 本章小结
• 第五章 一体化微晶玻璃激光器的实现及测试结果
• §5.1 一体化微晶玻璃兰姆凹陷稳频He-Ne激光器
• §5.2 一体化激光器输出频率稳定度测试
• §5.3 一体化激光器的腔长控制与输出功率稳定度测试
• §5.3.1 压电陶瓷控制电压跟踪实验
• §5.3.2 输出功率变化曲线实验
• §5.4 高低温情况下一体化激光器工作的可靠性测试
• §5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献表
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 附录1 电源电路参数表
• 附录2 变压器绕组尺寸表