双腔双频全固态激光器正交解调PDH稳频系统设计与实验研究

发布时间：2021-05-18 03:23

　　双腔双频全固态激光器由于其调谐范围宽,并且频差较大,因此常被用作合成波绝对距离干涉测量系统的理想光源。合成波绝对距离测量系统要求合成波长具有合适的量值大小,而合成波长稳定性直接决定测量精度高低。想要获得高稳定性的合成波长,需要确保双频激光频差的稳定性。所以研究双频固体激光器的频差稳定性对合成波绝对距离测量领域具有重要意义。本文在综述激光器稳频技术发展现状的基础上,分析了 F-P标准具选模原理的单腔和双腔固体激光器系统组成及其工作特性,以及双频激光的产生原理。介绍了目前常用的几种主动稳频方法及其优缺点。理论分析了基于F-P腔反射特性的Pound-Drever-Hall（PDH）稳频方法及其工作原理,并通过仿真得到PDH稳频鉴频曲线。针对传统PDH稳频方法中使用移相器实现参考信号与激光输出信号相位匹配的缺点,设计了基于正交解调原理的无移相器双腔双频全固态激光器PDH稳频系统。设计了该稳频系统的各单元电路模块,主要包括选频放大电路、混频电路、滤波电路,以及DDS信号发生器和A/D采集模块,仿真分析了各个电路模块的可行性,利用EDA软件设计并制作了各模块PCB电路板。论文建立了双腔双频全固态激... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 激光器主动稳频技术发展现状
    1.3 论文主要研究内容
2 双腔双频全固态激光器系统组成及特性分析
    2.1 单频全固态激光器系统组成
    2.2 双腔双频全固态激光器系统组成及工作原理
        2.2.1 双频激光系统组成
        2.2.2 双频激光工作原理
    2.3 固体激光器工作特性
        2.3.1 阈值泵浦功率
        2.3.2 斜效率
        2.3.3 输出功率
    2.4 双频固体激光器工作特性分析
    2.5 本章小结
3 双腔双频固体激光器正交解调PDH稳频系统设计
    3.1 常用激光主动稳频技术
        3.1.1 兰姆凹陷稳频
        3.1.2 饱和吸收稳频
        3.1.3 偏频锁定稳频
        3.1.4 F-P参考腔稳频
    3.2 F-P参考腔技术参数
    3.3 双腔双频固体激光器正交解调PDH稳频系统设计
        3.3.1 正交解调原理
        3.3.2 单频激光器正交解调PDH稳频系统设计
        3.3.3 双腔双频固体激光器正交解调PDH稳频系统设计
    3.4 本章小结
4 双腔双频固体激光器正交解调PDH稳频电路系统设计
    4.1 稳频电路系统结构
    4.2 本振信号源设计
    4.3 选频放大电路
    4.4 电压跟随器电路
    4.5 混频电路
    4.6 滤波电路设计
    4.7 数据采集电路设计
    4.8 本章小结
5 双腔双频固体激光器正交解调PDH稳频技术实验研究
    5.1 双腔双频激光器鉴频特性实验研究
        5.1.1 双腔双频激光器鉴频特性实验系统建立
        5.1.2 双腔双频激光器鉴频实验研究
    5.2 双腔双频激光频率锁定实验研究
        5.2.1 直线腔单频激光频率锁定实验研究
        5.2.2 直角腔单频激光频率锁定实验研究
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3193013