激光稳频中的电光调制器及其相关效应研究
发布时间：2020-12-04 10:00
在精密测量实验中,经常需要使用波长稳定的激光,然而激光器的波长会由于外界环境的变化发生漂移,最后影响测量结果。为了抑制激光波长的漂移,人们通常的做法是将激光的频率锁定到原子的跃迁线。而要想得到稳频的误差信号,一般要对激光进行调制,电光相位调制器（EOM）就是一种非常重要的调制器件。在调制转移稳频实验中,EOM的调制频率是一个重要的参数,不同的调制频率对应着误差信号有不同的幅值和斜率,而一个大幅值和高斜率的误差信号往往能够将激光器锁定得更好。为此,本论文在自主研制的EOM器件的基础上,详细研究了EOM参数对调制转移稳频的影响。在研究EOM在稳频的相关效应之前,有一个特性已知的EOM是十分重要的,于是我们首先进行了EOM的研制。我们用铌酸锂晶体作为电光晶体,用电子束蒸发镀膜机给晶体镀上电极,采用LCR共振电路对输入信号进行放大,研制成了共振型的EOM。并通过拍频的办法,测量了自制EOM的共振频率和调制深度,分别为2-4 MHz和0.1-0.7 rad/V,比一些商用产品的调制深度更大。同时,也使用了更薄的晶体,研制成了大调制带宽（DC-160 MHz,0.03 rad/V）型EOM,满足在...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正一阶（蓝）和正二阶（黄）贝塞尔函数
为了实现比较大的调制深度，我们一般用 LCR 电路对输入的信号进行放大。LCR 电路由电容、电感和电阻组成，如图 2.3 所示。图2.3 电路原理图整个电路的阻抗为1Z R i Li Cωω= + + （2.17）当输入信号的频率恰好使得电路的阻抗最小时，即1LCω = （2.18）此时电路的阻抗即为电阻的阻值 R。如果输入电路的电压不变，那么整个电路的电流在此时就是最大值，电容或者电感的分压为1in inc LV VV L VR R cωω= = = （2.19）系统电压的放大系数 Q 可以表示为1 LQR C= （2.20）为了使得阻抗匹配，一般 R 取 50Ω。在实际电路中，晶体两个侧面会镀有电极，相当于一个电容，然后将它串联上一个电感和电阻，就组成了一个 LCR 共振电路。8
加晶体的透射率，晶体的两个端面上都镀有一层增透膜（相对于 780 nm 激光），晶体尺寸如图 2.3 所示。图2.4 晶体尺寸示意图之后，也定制了厚度更小的晶体，其z轴上的长度为1 mm，x轴上的长度为2 mm。由于通光孔径比较小，使用这种晶体时，要先用透镜对激光光斑进行聚焦。2.2.2 镀膜铌酸锂晶体由武汉优光科技有限公司生产并加工，材料是氧化镁掺杂的铌酸锂，掺杂氧化镁是为了提高晶体的抗光折变效应[20][21]。拿到晶体后，为了能够在晶体的内部产生一个较均匀的电场，要在晶体的两个面镀上一层 200-500 nm 电极（镀膜）。为了使电极与晶体之间能够接触牢固，不易脱落，先要在晶体的表面镀上一层的铬（钛）
【参考文献】：
期刊论文
[1]电光相位调制器中剩余幅度调制变化的抑制[J]. 邓勇开,李烨,曹建平,高春清,臧二军. 光学学报. 2006(07)
博士论文
[1]原子干涉重力测量原理性实验研究[D]. 周敏康.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]铌酸锂低半波电压调制器研究[D]. 李学鹏.电子科技大学 2015
[2]电光调制器的自动偏压控制电路的设计[D]. 张彩霞.中国计量学院 2014
[3]布里渊光时域反射计中电光调制器调制特性研究与控制[D]. 张凯.南京大学 2011
[4]铌酸锂相位调制器关键技术的研究[D]. 罗辉.电子科技大学 2006
本文编号：2897400
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正一阶（蓝）和正二阶（黄）贝塞尔函数
为了实现比较大的调制深度，我们一般用 LCR 电路对输入的信号进行放大。LCR 电路由电容、电感和电阻组成，如图 2.3 所示。图2.3 电路原理图整个电路的阻抗为1Z R i Li Cωω= + + （2.17）当输入信号的频率恰好使得电路的阻抗最小时，即1LCω = （2.18）此时电路的阻抗即为电阻的阻值 R。如果输入电路的电压不变，那么整个电路的电流在此时就是最大值，电容或者电感的分压为1in inc LV VV L VR R cωω= = = （2.19）系统电压的放大系数 Q 可以表示为1 LQR C= （2.20）为了使得阻抗匹配，一般 R 取 50Ω。在实际电路中，晶体两个侧面会镀有电极，相当于一个电容，然后将它串联上一个电感和电阻，就组成了一个 LCR 共振电路。8
加晶体的透射率，晶体的两个端面上都镀有一层增透膜（相对于 780 nm 激光），晶体尺寸如图 2.3 所示。图2.4 晶体尺寸示意图之后，也定制了厚度更小的晶体，其z轴上的长度为1 mm，x轴上的长度为2 mm。由于通光孔径比较小，使用这种晶体时，要先用透镜对激光光斑进行聚焦。2.2.2 镀膜铌酸锂晶体由武汉优光科技有限公司生产并加工，材料是氧化镁掺杂的铌酸锂，掺杂氧化镁是为了提高晶体的抗光折变效应[20][21]。拿到晶体后，为了能够在晶体的内部产生一个较均匀的电场，要在晶体的两个面镀上一层 200-500 nm 电极（镀膜）。为了使电极与晶体之间能够接触牢固，不易脱落，先要在晶体的表面镀上一层的铬（钛）
【参考文献】：
期刊论文
[1]电光相位调制器中剩余幅度调制变化的抑制[J]. 邓勇开,李烨,曹建平,高春清,臧二军. 光学学报. 2006(07)
博士论文
[1]原子干涉重力测量原理性实验研究[D]. 周敏康.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]铌酸锂低半波电压调制器研究[D]. 李学鹏.电子科技大学 2015
[2]电光调制器的自动偏压控制电路的设计[D]. 张彩霞.中国计量学院 2014
[3]布里渊光时域反射计中电光调制器调制特性研究与控制[D]. 张凯.南京大学 2011
[4]铌酸锂相位调制器关键技术的研究[D]. 罗辉.电子科技大学 2006
本文编号：2897400
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