基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量及其稳频设计

摘要

半导体激光器自产生以来，以其拥有的体积小、转换效率高、寿命长、波长覆盖范围宽，可低功率低电流直接抽运，工作电压和电流与集成电路兼容等优点，目前已经被广泛应用于光纤通信、原子频率标准、激光测距、高分辨率激光光谱、原子核物理等方面。在激光器的研发跟生产过程中，激光器输出频率稳定度的测量及稳频设计对提高激光器的性能具有重要的实际意义。
　　由于激光具有很高的频率，采用一般的波长计直接测量法很难达到较高的精确度。而且目前常用的拍频测量方法要求一个高稳定的参考光源，所以在频率稳定性的测量方面该法有一定的限制。本文的主要工作内容及创新点如下:
　　1.提出了一种基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量的新方法。该方法不需要一个高稳定的参考光源。实验结果显示，激光器在800ms积分时间的平均漂移量约为10.5MHz。并且该方案拥有较大的测量范围。
　　2.推导了利用F-P腔透射峰的一次谐波分量的稳频过程，实验实现了793nm半导体激光器的频率锁定，使得激光器频率在锁定状态下的稳定度达到了1.50×10-9，频率漂移量在570KHz（800ms积分时问）以下，较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏(约10.5MHz)有了显著的改善。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 半导体激光器的研究现状

1．2．1 半导体激光器的发展及现状

1．2．2 半导体激光器的应用前景

1．3 激光器关键技术

1．3．1 激光器稳频技术研究现状

1．3．2 激光器频率稳定度的测量研究现状

1．3．3 激光器线宽压窄研究现状

1．4 论文主要内容及章节安排

第二章 F-P腔及可调谐半导体激光器理论

2．1 频率稳定度的定义

2．1．1 频率的稳定性

2．1．2 频率的复现性

2．2 频率稳定度的测量方法

2．2．1 波长计直接测量法

2．2．2 拍频间接测量法

2．3 F-P腔的基本原理与技术参数

2．3．1 F-P腔的基本原理

2．3．2 F-P腔的技术参数

2．3．2 共焦F-P腔的技术参数的测量

2．4 可调谐外腔半导体激光器

2．4．1 Littrow结构外腔半导体激光器

2．4．2 Littman结构外腔半导体激光器

2．5 本章小结

第三章 基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量

3．1 拍频测量方法

3．2 基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量法

3．2．1 基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量原理

3．2．2 基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量实验装置

3．2．3 基于F-P腔的可调谐激光器频率稳定度测量实验结果

3．3 本章小结

第四章 基于F-P腔的可调谐激光器稳频设计

4．1 稳频原理

4．2 稳频实验装置

4．3 稳频实验结果及讨论

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢