激光脉冲延时自外差拍频实验研究

摘要

光拍频是一种检测微小频率差的特别灵敏和简单的方法，是相干检测的一种十分重要手段。光拍频技术进入测试领域以来，已经从工业测试发展到用于大长度无导轨测量及小尺寸的超高精度测量。相干检测的关键技术之一就是使用频率稳定的激光器作为本振源，而激光器易受到环境温度的变化、大气的变化、机械振动等因素的影响而导致频率不稳定，这个问题长期以来一直困扰着研究者。本文提出了一种新的相干检测的方法，通过一个光学腔对激光脉冲进行延时，并将激光延时脉冲作为相干检测的本振源。这种方法仅需要单个激光脉冲即可实现对频差的测量，很好的解决了激光器稳频的困难。
　　在理论研究方面，主要设计了一个光学延时腔，根据光在有损介质中的放大理论，建立理论模型，讨论激光在延时腔中的输出特性，分析了各种因素对延时脉冲衰减特性的影响。
　　在实验研究方面，采用扭转模腔的方法选取单纵模，通过被动调Q的方法压缩激光的脉冲宽度；实现了激光脉冲的延时，讨论泵浦功率、输出耦合镜透过率、脉宽等因素对延时输出特性的影响；以延时脉冲作为本振光源，进行了激光的延时拍频实验研究，比较信号光与不同延时激光脉冲的拍频结果，讨论了延时脉冲的频率漂移特性。

目录

激光脉冲延时自外差拍频实验研究

EXPERIMENTAL RESEARCH OF DELAYED SELF-HETERODYNE BEAT FREQUENCY FOR LASER PULSE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 论文背景

1.2 国内外研究动态

1.2.1 国外概况

1.2.2 国内概况

1.3 主要研究内容

第2章 脉冲激光延时拍频的基础理论

2.1 引言

2.2 激光器选单纵模的基本原理

2.3 光腔延时的基本原理

2.3.1 光腔的损耗

2.3.2 脉冲激光在有损介质中的放大

2.3.3 泵浦功率对延时特性的影响

2.3.4 初始光强对延时特性的影响

2.4 光外差拍频技术介绍

2.4.1 光拍频基本原理

2.4.2 激光拍频条件

2.5 本章小结

第3章 单纵模脉冲激光输出实验的研究

3.1 引言

3.2 单纵模激光器的组建与调整

3.3 单纵模激光输出特性的实验研究

3.4 单纵模激光器的调Q运转

3.5 本章小结

第4章 脉冲激光延时实验的研究

4.1 引言

4.2 脉冲激光延时系统的设计

4.3 延时脉冲输出特性的实验研究

4.4 各种因素对激光脉冲延时的影响

4.4.1 泵浦功率对激光脉冲延时的影响

4.4.1 泵浦功率对激光脉冲延时的影响

4.4.3 脉冲宽度对激光脉冲延时的影响

4.5 本章小结

第5章 单纵模激光脉冲拍频实验的研究

5.1 引言

5.2 声光移频器的工作原理

5.3 脉冲激光拍频实验

5.3.1 单纵模激光自拍频实验研究

5.3.2 单纵模激光延时拍频实验研究

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢