半导体激光器波长修正和稳定研究及应用

发布时间：2021-05-19 18:32

　　纳米定位平台在纳米测量领域具有举足轻重的地位。近年来,随着纳米技术的不断发展,对纳米定位平台的定位精度和体积提出了新的要求。激光干涉仪具有精度高、速度快的优点,可作为纳米定位平台的位移反馈装置。为了适应纳米定位平台的发展要求,激光干涉仪需要在保证测量精度的前提下减小体积,使其能够集成在纳米定位平台上实现实时位移测量和反馈。半导体激光器具有体积小、成本低、易于集成的优点,可以替代He-Ne激光器作为激光干涉仪的光源以减小其体积和成本。在基于激光干涉原理的测量方法中,激光波长是测量基准,决定着干涉测量方法的精度。然而,半导体激光器的波长精度和稳定性较差,制约了以半导体激光器为光源的半导体激光干涉仪的测量精度。因此,实时修正和稳定半导体激光器的波长对提高半导体激光干涉仪的测量精度具有重要的意义。本文提出了基于光栅衍射原理和激光自准直原理的波长实时修正方法以及基于自动稳恒温度控制和自动光束漂移抑制的波长实时稳定方法,并研制了半导体激光器波长修正和稳定系统。该系统具有结构简单、成本低、体积小的特点,可以集成在小型半导体激光干涉仪中实现波长的实时修正和稳定。与传统的基于激光衍射原理的波长测量方法相... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景与意义
    1.3 激光波长测量方法研究现状
    1.4 激光波长稳定方法研究现状
    1.5 课题研究内容与章节安排
2 半导体激光器波长修正和稳定方法
    2.1 半导体激光器波长修正方法
        2.1.1 光栅衍射原理
        2.1.2 波长修正原理
        2.1.3 激光自准直原理
        2.1.4 四象限光电探测器测量原理
    2.2 半导体激光器波长稳定方法
        2.2.1 半导体激光器温度控制原理
        2.2.2 半导体激光器光束漂移抑制原理
    2.3 本章小结
3 半导体激光器波长修正和稳定系统
    3.1 半导体激光器波长修正系统
        3.1.1 半导体激光器波长修正系统组成
        3.1.2 半导体激光器波长修正系统设计
    3.2 半导体激光器波长稳定系统
        3.2.1 半导体激光器温度控制系统设计
        3.2.2 半导体激光器光束漂移抑制系统设计
    3.3 测量系统软件设计
        3.3.1 LabView软件
        3.3.2 半导体激光器波长修正和稳定系统程序设计
    3.4 本章小结
4 系统性能实验研究
    4.1标定实验
        4.1.1 四象限光电探测器标定
        4.1.2 PT100标定
        4.1.3 热敏电阻标定
    4.2稳定性实验
        4.2.1 四象限光电探测器稳定性
        4.2.2 半导体激光器温度控制结果
        4.2.3 半导体激光器光束漂移抑制结果
        4.2.4 半导体激光器波长稳定性
    4.3比对实验
        4.3.1 四象限光电探测器比对
        4.3.2 波长测量结果比对
    4.4 本章小结
5 半导体激光器波长修正和稳定系统的应用
    5.1 小型半导体激光干涉仪
        5.1.1 小型半导体激光干涉仪光路设计
        5.1.2 小型半导体激光干涉仪位移测量原理
    5.2位移测量实验
        5.2.1 实验装置
        5.2.2 光轴调整
        5.2.3 位移测量比对
        5.2.4 位移测量重复性
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3196241