基于功率差调谐的纵向塞曼激光器热稳频技术

研究目的:研究一种集激光器快速预热技术和光功率差反馈控制技术于一体的纵向塞曼激光器热稳频技术,解决现有激光干涉仪频率稳定困难,待机时间长的问题,以期研制出大频差、高频率稳定性的双频激光干涉光源。

基本原理:首先利用PFC算法对激光器进行预热控制,使激光管迅速达到稳频控制所要求的近热平衡状态;其次利用光功率差反馈控制系统对纵向塞曼激光器输出光频率进行进一步的间接控制。在光功率差反馈控制系统中,应用左右旋圆偏振光的高精度功率差检测单元,并结合Smith-PI算法控制热电薄膜的电流调节激光管的温度和腔长,使两偏振光功率差为零,光频率关于多普勒增益曲线中心频率对称分布,达到了稳定输出激光频率的目的。

 

   

  

科学意义及应用价值:对激光频率漂移的作用机理和影响因素如激光管谐振腔的谐振条件等有更深层的认识;该技术为热稳频系统稳频控制点的漂移抑制提供一种有效的技术途径。该技术所集成的激光器经中国计量科学研究院测试表明,频率稳定度达1.2×10-8。
    该技术已申请中国发明专利。