用高Q腔压窄激光线宽关键技术的研究

用高Q腔压窄激光线宽关键技术的研究

论文摘要

本文主要叙述了作为锶原子二级冷却光源,689nm外腔半导体激光器的稳频。实验主要运用PDH(Pound-Drever-Hall)的锁定方法,实现激光器与高精细度F-P标准具的锁定,最终实现激光器谱线宽度的压窄。实验验涉及到F-P标准具精细度的测量,光路设计以及匹配过程,稳频锁定电路的设计与功能实现。用689nm的连续激光作为光源,对高精细度F-P腔的微弱衰荡信号进行了测量。利用声光调制器实现对连续激光光源的高速斩波,对所得的衰荡信号,通过函数拟合方法,得到了腔的衰荡时间,总损耗和精细度。被测腔的精细度为11339.9±30.4552。并对这种方法的测量结果与对应的激光透射光强进行对比分析,得到了激光透射光强对衰荡时间测量精度的影响。通过光路匹配理论计算以及实验,基本实现了激光器输出与F-P腔的模式匹配。匹配效率为50%左右,高阶模输出幅度基本只占主峰输出的十分之一左右,基本实现的单纵模输出的高Q值腔之间的模式匹配。锁定电路在原有532nm稳频电路的基础上,改进电路结构,将振荡部分和混频部分相结合,并替换了相关元器件,实现了对10MHz中频信号的良好响应。为实现最终激光器与F-P标准具的锁定奠定了基础。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 1 引言
  • 2 实验基本原理
  • 2.1 原子冷却
  • 2.2 锶87Sr原子谱线
  • 2.3 689nm半导体激光的线宽压窄
  • 2.3.1 激光稳频压窄线宽的一般方法
  • 2.3.2 PDH(Pound-Drever-Hall)
  • 3 激光光源
  • 4 F-P标准具
  • 4.1 精细度
  • 4.1.1 定义
  • 4.1.2 测量方法
  • 4.2 Ringdown测量
  • 4.2.1 原理
  • 4.2.2 测量
  • 4.2.3 结果
  • 4.2.4 分析
  • 4.2.5 结论
  • 4.3 腔体支撑结构和真空实现
  • 5 光路设计
  • 5.1 束腰的测量
  • 5.1.1 激光器束腰测量
  • 5.1.2 F-P标准具束腰的计算
  • 5.2 匹配数据理论计算
  • 5.3 匹配结果
  • 6 锁定电路
  • 6.1 锁定电路原理
  • 6.2 新锁定电路
  • 6.3 目前进展
  • 7 结论
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集
  • 相关论文文献

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