调制转移光谱稳频的研究

532nm激光的碘吸收谱线的频率被国际计量委员会(CIPM)推荐用于频率计量标准．激光频率标准对长度和时间的计量是很重要的。碘分子在532nm附近有丰富的强吸收谱线．可以作为频率稳定的绝对参考谱线。使用532nm单块固体激光器，在375kHz新的调制频率下．利用调制转移技术，将激光频率调谐到^127I2的R(56)32—0跃迁的吸收谱线，并观察到该吸收谱线相应的15条超精细结构分量。通过展宽的调制谱线可以看出375kHz的调制频率得到比312kHz调制频率更高的鉴频敏感度．并在实验上成功地将激光频率稳定在碘的超精细吸收谱线的α10，分量上长达10h，估计稳定度在10^-13量级。准确的频率稳定性正在两台激光器上用拍频的方法进行测量。     

注入锁定半导体激光器调制特性研究

通过速率方程建立外光注入半导体激光器的理论模型,在注入锁定条件下对其进行稳态及小信号分析,研究了注入光对调制特性的影响.结果表明,强光注入在一定程度上增大了谐振频率和调制带宽,但是抑制了响应增益,通过增大偏置电流加以补偿,才能获得理想的响应增益和带宽;并且外光注入大大降低了低频调制时的频率啁啾.     

采用射频频率调制光谱实现半导体激光器稳频

利用半导体激光器可直接对注入电流进行高速调制的特点，将20MHz射频(RF)信号直接加在半导体激光器的高频调制端口，射频信号的一部分经过相移器后，与雪崩光电探测器(APD)所探测的饱和吸收光谱信号进行混频，经低通滤波器后产生了类色散曲线；将半导体激光器的输出频率稳定在铯原子D2线的^6S1/2(F=4)→^6P2/2(F'=5)的超精细跃迁线上，实验所测的10s内典型的频率起伏小于1MHz；这种稳频技术不需锁相放大器，具有可避免低频段较高的强度噪声和较大的频率捕获范围的优点。     

基于调制转移的大功率半导体激光器频率稳定控制

为了提高大功率半导体激光器输出频率稳定控制的效果,提出基于调制转移的大功率半导体激光器频率稳定控制方法。首先分析大功率半导体激光器工作原理,利用光电调制器对激光器泵浦光相位进行调制,获取大功率半导体激光器光波附加相位和泵浦光电场矢量;然后以附加相位和泵浦光电场矢量为基础,使用调制转移技术建立调制转移光谱锁频环路模型,计算大功率半导体激光器探测光和边带拍频信号;最后建立调制转移光谱锁频环路模型表达式,通过求解该表达式,得到大功率半导体激光器的锁频数值,实现激光器输出频率的有效控制。实验表明,文中方法计算大功率半导体激光器拍频信号较为准确,降低其输出拍频信号区间,响应时间最大为0.07 s,响应较为迅速,控制精度较高,具备较好的频率稳定控制能力,控制效果好。     

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟.比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致.研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用.     

铯原子D2线调制转移光谱的实验研究

以光栅外腔半导体激光器 (ECDL)作为光源 ,获得了铯原子D2 线B线 (6 2 S1/ 2 F =4→ 6 2 P3 / 2 F′ =3,4,5 )的调制转移光谱 (MTS)。与传统的饱和吸收光谱作了比较 ,并对不同调制频率下的调制转移光谱特性作了实验研究。将频率调制信号直接加在声光频移器上 ,相对简化了调制转移光谱的实验装置。     

基于锁模光纤激光器的光学频率梳

基于锁模光纤激光器的光学频率梳是一种新型的光梳发生器。介绍了其产生的基本原理,分析了以射频标准、光频标准以及高次谐波与铯原子跃迁频率标准比较等方法对重复频率,进行精密控制,抖动在10μHz以内;以及采用基频倍频自参考法、2f-3f干涉法等对偏移频率8进行精确测定和稳定性控制,其稳定性达到10mHz。报道了国内外基于锁模光纤激光器的光学频率梳最新研究进展情况,并简单介绍了其在时间、长度精密测量以及与光频有关的科研生产领域中的应用,展望了未来的发展方向。     

用调制转移光谱技术研制微型全固体稳频激光器

报道采用自行研制的半导体激光泵浦微片Nd∶YVO4晶体,经驻波腔内KTP晶体倍频获得532 nm激光输出的全固体单频可调谐微型激光器.采用光外差调制转移光谱技术获得超高信噪比碘分子跃迁超精细结构光谱,并实现频率稳定度优于10-12(1秒积分时间)的激光频率高精度绝对锁定.     

1645 nm单纵模NPRO激光器短期频率稳定度的测量

利用光纤延时自外差法对单块非平面Er∶YAG环形振荡器(NPRO)输出单纵模激光的短期频率稳定度进行了测量。激光器输出波长为1645 nm。测量了延时时间分别为0.25 μs,0.75 μs,1.25 μs,1.75 μs,2.25 μs,2.75 μs,5.25 μs,7.25 μs,9.75 μs,108.5 μs,166 μs 的输出激光的自外差拍频信号。设置频谱仪的span为20 kHz,扫描时间为10 s,Res BW为51 Hz,VBW为1 Hz,测量拍频信号的3 dB带宽。在延时时间0.25~9.75 μs范围内,通过线性拟合在不同延时下的3 dB带宽,得到单纵模NPRO激光器的短期频率稳定度为201 Hz/μs。光纤延时长度为21.7 km和33.2 km时,测量的3 dB带宽约为14 kHz。     

双光梳重复频率差异步锁定技术研究

双光梳系统在高精度绝对距离测量、三维成像以及光谱测量等领域有着其独特的优势和广阔的发展前景。文中提出一种基于锁相环原理的异步锁定技术,可以对双光梳系统中的重复频率差进行精密锁定。实验中,采用了重复频率约为155.711 MHz和155.714 MHz的双光梳系统,通过反馈控制压电陶瓷（PZT）驱动电压从而控制激光器谐振腔腔长来实现重复频率差的锁定,并利用频率计数器采集锁定后双光梳重复频率差的数据,使用Allan方差和标准差作为频率稳定度的评价指标。最终在1 s的平均时间内,得到重复频率差的Allan偏差为1.8×10?13,抖动标准差为40.689 μHz。结果表明,该技术可以对双光梳系统的重复频率差进行灵活调整,并具有锁定精度高、抗扰能力强等优点。     

面向室外应用的重复频率锁定皮秒脉冲光纤激光器

本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器。通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建“恒温”微环境,松弛了室外环境下锁定重复频率对PZT频率调谐执行器件调谐量的要求。以此为基础,设计并研制了质量仅为3 kg的10 MHz、20 ps锁模光纤激光器样机。在室温、极端温度（-40℃或50℃）和振动（加速度为1.5g）环境下,该激光器样机都能保持快速锁模自启动和重复频率锁定功能;在室外环境下,该激光器样机的重复频率锁定功能可抵御夏季高温环境下的10℃温度波动。     

以原子谱线作参考的半导体激光器的频率锁定

研究以原子谱线作参考的半导体激光器的频率锁定系统,在精密控制半导体激光器的工作温度和工作电流的基础上,利用85Rb的D2线的一次微分信号对LD的频率进行锁定.锁定后LD的频率最大变化为10MHz/3h,平均取样时间10s,用Alan方差估算LD频率稳定度为10-9.     

采用拍频反馈控制调制频率实现再生锁模掺铒光纤激光器研究

本文介绍了１．５５μｍ再生锁模掺铒光纤环形激光器的工作原理,采用拍频反馈控制调制频率成功地在环形光纤激光器中实现了再生锁模运转。在长运２４小时的检测中,再生锁掺铒光纤激光器始终保持锁模状。     

基于频率调制连续波的干涉型光纤声传感器信号检测技术

针对光纤干涉仪存在的相位衰落问题,讨论了基于正弦波形的频率调制连续波(FMCW)和锯齿波FMCW两种干涉型光纤声传感器的信号检测原理,并给出了数字化信号解调方案。采用7.5 m臂差的光纤声传感器和具备调频功能的半导体激光器,对10 kHz正弦波FMCW和锯齿波FMCW两种调频方式进行了信号解调实验对比。解调结果表明,两种调制解调方案均能稳定检测出加在声传感器上的模拟声信号,消除了光纤干涉仪的相位衰落。但在实际工程应用中,与正弦波FMCW检测方案相比,锯齿波FMCW方案无需检测混频信号的初始相位,检测灵敏度高且稳定,算法实现更为简单,而且使用不同臂差的光纤传感器可实现传感器的频分复用。     

光纤激光器的相位锁定及高相干功率输出

利用自成像共振腔和空间滤波器实现了两个不同长度光纤激光器的相位锁定.观察到稳定的干涉条纹.稳定的相位锁定是由于自成像腔具有适应单个光纤激光器光程变化的自调节能力.相位锁定激光器阵列输出的相干功率达到12.3 W,与此相一致的相干效率为88%.     

633nm横向塞曼稳频He-Ne激光器充入自然氖实现拍频锁定的研究

一、引言 众所周知，兰姆凹陷稳频是以原子跃迁中心频率v0为参考标准的；而纵向塞曼稳频是利用塞曼分裂的左、右旋圆偏振光的频率曲线的交点为稳定点的。因此，这两种稳频激光器内都必须充入^20Ne气体才能保证有单一的频率稳定点而实现高精度的稳频。     

基于泵浦调制的高功率光纤激光器过冲抑制

分析了高功率光纤激光器过冲效应的产生机理,提出一种基于泵浦调制的过冲效应抑制方法,在线性恒流闭环负反馈技术的基础上实现泵浦调制,遏止光纤激光振荡器中"反转粒子"过量积累,最终抑制高功率光纤激光器的过冲效应,搭建了750 W的光纤激光器系统,经泵浦调制后,1450 W的激光过冲衰减了-2.86 dB,达到额定功率缓升时间...     

全光纤多程直接相位调制实现光谱控制技术研究

提出一种对光脉冲直接相位调制进行光谱展宽的方法,对调制深度、调制信号宽度、同步精度和不同调制信号形状对输出光谱的影响进行了数值模拟。模拟结果表明,调制深度越大,调制信号宽度越小,对光谱的展宽效果越明显,单次调制展宽量越大;不同的调制信号宽度对同步精度有不同的要求,调制信号越窄,对同步精度要求越高;相比于抛物线型调制信号,正弦调制信号会带来光谱两侧明显的幅频调制,降低脉冲可压缩性和再压缩信噪比。实验结果与模拟数值结果相符。     

低反光纤光栅对光纤激光器光谱展宽影响研究

光纤激光器中的自相位调制(SPM)以及低功率下的空间烧孔效应(SHB)会导致输出光谱展宽。分析了SPM、SHB导致光谱展宽的理论模型,讨论了低反光纤光栅(OC)的带宽与反射率对激光器输出光谱展宽的影响。实验研究了不同输出功率下激光器输出光谱随OC带宽及反射率的变化关系。结果表明减小OC带宽能够有效减缓SPM、SHB导致的输出光谱展宽;减小OC反射率能降低SPM导致的输出光谱展宽速度,却促进了SHB导致的光谱展宽;但相同改变量的情况下,OC带宽所带来的影响较反射率更为显著。实验结果与理论分析一致,对光谱合束及窄线宽高功率光纤激光器的设计与应用具有重要意义。     

注入锁定半导体激光器的相位调制特性研究

本文研究了在考虑载流子变化引起折射率变化的情况下,注入锁定半导体激光器(LD)的相位调制(PM);并提出了在PM时,对伪强度调制(SIM)的抑制.