双腔双频固体激光器正交解调Pound-Drever-Hall稳频方法及实验研究

发布时间：2024-03-01 20:51

　　大频差可调谐双腔双频固体激光器由于其调谐范围宽,成为合成波长绝对距离干涉测量系统的理想光源。绝对距离干涉测量的精度由合成波长的大小及其稳定性决定,而合成波长的大小由双频激光的频差大小决定,合成波长的稳定性取决于双频激光的频差稳定性。因此,开展双腔双频固体激光器的频差稳定研究对其在合成波长绝对距离测量领域的应用具有重要意义。本论文对双腔双频固体激光器的稳频方法进行了深入研究,采用正交解调相位调制光外差(Pound-Drever-Hall,PDH)稳频技术设计了双腔双频固体激光器稳频系统方案,并对方案的可行性进行了研究。首先,分析了PDH稳频技术特性及噪声对稳频性能的影响,建立PDH稳频系统噪声模型,研究各噪声源对闭环的噪声贡献;从控制理论出发,通过分析PDH稳频系统各环节在频率快速捕获区的输入输出响应特性,获得各环节传递函数,创建了PDH稳频系统在频率快速捕获区的复频域模型,研究了该模型的静态响应和动态响应特性。其次,在分析PDH稳频原理及传统PDH稳频系统存在模拟相敏检波误差的基础上,摒弃了传统PDH稳频系统中的移相器,提出了基于窄带信号正交分解与正交基带变换理论的正交解调PDH稳频方...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１双腔双频Ｎｄ：ＹＡＧ激光器组成??Ｆｉｇ．２＿ｌ?Ｔｗｏ－ｃａｖｉｔｙ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?Ｎｄ：ＹＡＧ?ｌａｓｅｒ??

—直线腔和直角腔。两腔由各自独立的选模元件基于双折射滤光片选模原理选出??具有不同序数的纵模。选模元件由方解石晶片（在ｌ〇６４ｎｍ处的双折射率约为０．１６）组成??的输出耦合镜（ＢＯＣ）与ＰＢＳｉ构成。双腔双频Ｎｄ：ＹＡＧ激光器系统组成如图２－１所示。??Ｎｄ：ＹＡＧ?Ｂ〇Ｃｊ?....

图２－２双频激光产生原理

激光的频率和频差调谐。??２．１．２双频激光产生原理??由图２－１可知，腔内ＰＢＳ的自然分光作用将激光谐振腔分成两个互相垂直的双腔，??双腔共用激光增益介质Ｎｄ：ＹＡＧ。双频激光同时振荡原理如图２－２所示。??个?ｇ〇００?—??／?＾?Ｖ〇ｓｃ??⑷???Ｉ?．??Ｖ〇?Ｖ??....

图２－４激光透过率随格兰棱镜转角变化??Ｆｉｇ．２－４?Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｒｏｔａｔｉｏｎ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?Ｇｉａｎ?ｐｒｉｓｍ??

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图２－５双频激光同时振荡模谱??Ｆｉｇ．２－５?Ｍｏｄｅ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ??

０?４５?８０?１３５?１８０?２２５?２７０?３１５?３６０??？兰擔纖香爾度／Ｄ．ＥＧ??图２－４激光透过率随格兰棱镜转角变化??Ｆｉｇ．２－４?Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｒｏｔａｔｉｏｎ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?Ｇｉａｎ....

本文编号：3915810