基于气体膜盒与微晶玻璃法珀腔的632.8nm He-Ne激光器稳频研究

摘要

自20世纪60年代第一台激光器诞生开始，激光器的频率稳定度便受到广泛关注，随着激光技术和高分辨率光谱学的不断进步，激光器的频率稳定度得到了迅速提升，在精密干涉测量、光频标、光通信以及精密光谱研究等领域的应用范围越来越广。人们不断寻求新的稳频方式，在适应不同需求的同时，希望尽量提高激光器的频率稳定度。作为较早开展稳频工作的激光器，目前 He-Ne激光器的稳频技术已经达到很高的水平，其中利用碘127饱和吸收谱线进行稳频的632.8nmHe-Ne激光器已经成为国际公认的长度基准之一。
　　本课题立足于实际应用需求，充分利用本单位的工艺技术优势，以高品质微晶玻璃法珀腔为频率基准，实现了He-Ne激光器的稳频，同时，在仔细分析基于压电陶瓷稳频的优缺点的基础上，提出一种新的稳频方法：即基于气体膜盒的稳频方法。本文以传统的激光器稳频方法为出发点，对基于气体膜盒稳频激光器的工作原理进行了相应的理论分析，仿真计算了环境振动和温度等对实验系统的影响，并且开展了一系列的探索实验，最终将气体膜盒激光器的频率成功锁定在微晶玻璃法珀腔的谐振点上，稳频后的He-Ne激光器频率稳定度约为10-10（τ=10s）。同时，在实验中，比对了基于气体模盒与基于传统压电陶瓷稳频的效果，对于特定的实验现象进行了相应的分析及实验验证。针对现有气体膜盒稳频存在的不足之处，本文最后进行了相应的优化设计，结果表明气体膜盒稳频具有独特的优势。

目录

声明

第一章 绪 论

1 .1 课题研究的背景和意义

1 .2 激光器稳频技术概述

1 .3 He-Ne激光器稳频的方法

1 .4 国内外研究进展

1 .5 本课题的主要工作

第二章 气体膜盒稳频He-Ne激光器

2 .1 气体膜盒激光器结构与特点

2 .2 气体膜盒激光器稳频的原理

2 .3 气体膜盒激光器的实现

2 .4 本章小结

第三章 气体膜盒稳频He-Ne激光器稳频的相关理论分析

3 .1 小抖动稳频原理

3 .2 激光器与无源腔的模式耦合与匹配

3 .3 外界振动对系统的影响

3 .4 外界温度对系统的影响

3 .5 本章小结

第四章 气体膜盒稳频He-Ne激光器稳频实验

4 .1 气体膜盒激光器稳频的总体方案

4 .2 实验设备简介

4.3 He-Ne激光器稳频的初步探索实验

4 .4 气体膜盒激光器稳频实验

4 .5 拍频测量

4 .6 本章小结

第五章 总结与展望

5 .1 气体膜盒激光器结构优化设计

5 .2 总结与展望

参考文献

致谢

作者在学期间取得的学术成果

附录A Labview稳频程序图