基于一体化水冷降噪的双频分离型稳频激光器研究

发布时间：2023-07-25 01:36

　　超精密加工装备业的迅猛发展对激光干涉测量技术空间测量轴数和测量精度等提出了更高的指标要求。作为激光外差干涉测量的核心问题,稳频激光光源干涉光的频率准确度、偏振消光比和光功率大小决定了干涉测量系统所能达到的极限相对测量精度和极限测量轴数,然而目前现有的He-Ne稳频激光器,无法同时满足大功率、高消光比的空间分离型双频激光输出与高频率稳定性需求,已成为限制激光干涉测量技术测量性能进一步提高的主要问题之一。为了满足下一代干涉仪高精度高稳定性的测量需求,本课题以非功率平衡型稳频方法为基础,分析影响干涉光频率稳定性和功率大小的影响因素,从稳频激光器散热方法,高稳定性空间分离型干涉测量光路结构等方面研究提高稳频激光器输出干涉光的频率稳定度与输出功率,本课题的主要工作内容如下:(1)针对功率平衡型双纵模稳频激光器输出光功率小的问题,提出基于双纵摸非平衡功率稳频方法。该方法的稳频参考点在双纵模的不等功率处,偏移越大所得到的输出干涉光的功率越大。此外对该方法存在的模式竞争,稳频精度低等问题进行分析,指出影响频率稳定性的因素,为非平衡功率型高频率稳定度激光器的设计奠定理论基础。(2)针对自然散热型激光器存...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 国内外在该方向上的研究现状及分析
        1.2.1 基于双纵模稳频法的激光器研究现状
        1.2.2 基于偏频锁定法的激光器研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 双纵模非平衡功率型稳频方法研究
    2.1 引言
    2.2 双纵模稳频原理分析
        2.2.1 谐振腔选模原理分析
        2.2.2 双纵模稳频激光器工作机理分析
    2.3 非平衡功率型双纵模稳频方法研究
    2.4 激光器频率稳定性的影响因素分析
    2.5 本章小结
第3章 多层弱耦合水冷激光器散热结构模型设计分析
    3.1 引言
    3.2 现有激光器不同热结构模型的对比与优缺点分析
        3.2.1 强耦合散热激光器的热结构模型分析
        3.2.2 强耦合散热激光器的稳态热及瞬态热分析
    3.3 多层弱耦合散热激光器热结构模型提出与分析
        3.3.1 多层弱耦合散热激光器热结构模型的提出
        3.3.2 多层弱耦合散热结构的稳态及瞬态热分析
    3.4 多层弱耦合热稳频结构仿真分析
    3.5 水冷系统散热结构设计
    3.6 本章小结
第4章 高稳定性空间分离光束指向调整机构设计
    4.1 引言
    4.2 空间分离型双频光路设计
        4.2.1 传统空间分离型双频光路结构
        4.2.2 新式空间分离型双频光路结构
    4.3 高精度光路调整结构设计
        4.3.1 激光管调节机构设计
        4.3.2 反射镜组调节结构设计
    4.4 高稳定性激光器的整体结构设计与优化
        4.4.1 激光器整体结构设计
        4.4.2 激光器稳定性结构优化
        4.4.3 热膨胀对激光器稳定性影响分析
    4.5 本章小结
第5章 大功率水冷散热激光器稳频实验与分析
    5.1 引言
    5.2 非平衡功率型稳频分析
    5.3 激光器频率稳定性测试实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3836912