基于自制超稳定F-P腔压窄外腔二极管激光线宽的实验研究

发布时间：2020-12-07 09:36

　　由于窄线宽激光其具有单色性好、稳定度高、相干长度长等优点,被广泛应用于各个研究领域。但是自由运转的激光器的线宽仍然无法满足一些要求更高的科学研究和工业生产,例如相干通信、精密测量、光学频率标准、吸收光谱计量以及光与物质相互作用等领域,需要使用线宽更窄的激光来进一步提高探测灵敏度。光学元件的面形误差是评价其加工质量的一个重要参数,提高面形误差的检测精度具有十分重要的意义。光学干涉技术可以实现光学表面的在线精确测量,光源线宽限制了进一步提高面形误差的测量精度,所以需要进一步压窄激光源的线宽。压窄各类激光器线宽,一般通过反馈控制技术来锁定激光到某一频率参考,比如原子跃迁谱线中心频率、一些外部频率标准等都可以作为频率参考。本文利用自行设计的超稳腔作为频率参考,将激光频率锁定到超稳腔的共振频率上,实现了632.8nm外腔二极管激光器（ECDL）线宽的有效压窄。本窄线宽激光产生系统的研制主要包括四部分:超稳腔设计、光路设计、ECDL激光器频率控制以及系统集成。超稳腔采用两镜法布里-玻罗腔（F-P腔）结构,腔体是膨胀系数约为10^-6 K^-1的微晶玻璃,腔镜... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 光学干涉技术在面形误差测量中的应用
    2.1 背景分析
    2.2 干涉测量原理
        2.2.1 光束干涉原理
        2.2.2 光学样板检验原理
        2.2.3 双光路干涉原理
第三章 压窄外腔二极管激光线宽的实验原理
    3.1 高斯光束
        3.1.1 高斯光束的基本性质
        3.1.2 高斯光束的变换
    3.2 光学谐振腔原理
        3.2.1 谐振腔的结构分类
        3.2.2 谐振腔的模式
        3.2.3 F-P腔理论
        3.2.4 激光到F-P腔的模式匹配
    3.3 Pound-Drever-Hall稳频技术
        3.3.1 频率调制光谱技术
        3.3.2 波长调制光谱技术
        3.3.3 光外差光谱色散谱线与吸收谱线
第四章 压窄激光线宽实验系统的设计
    4.1 超稳腔的设计
        4.1.1 F-P腔的制作
        4.1.2 真空系统的设计
        4.1.3 温度控制系统的设计
    4.2 反馈控制系统的设计
第五章 实验与分析
    5.1 激光到F-P腔的匹配
        5.1.1 高斯光束测量
        5.1.2 激光到F-P腔的模式匹配计算
    5.2 真空和温控系统的调试
    5.3 激光到F-P腔的频率锁定
第六章 全文总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况



本文编号：2903033