改进型纵向塞曼稳频激光器的研制

1983年12月,中国计量科学研究院和北京大学联合研制了纵向塞曼稳频激光器,其技术指标为用阿仑方差表示的频率稳定度,1秒取样时为2×10~(-10),10秒取样时为1×10~(-10),激光的频率再现性为±2×10~(-9)。该指标已达到了国际先进水平,但在当时要推广应用,还存在以下问题有待改进:一是使用的激光管外     

同时辐射六种可见光波长的连续振荡氦氖激光器

在中国计量科学研究院研制的氦氖激光管上,利用反射率为99.95％的宽带激光反射镜,得到同时辐射六种波长的连续振荡。它们的波长为611.8、629.3、632.8、635.1、640.1和650nm。测量了它们的各种参数。在简易装置上对612nm激光进行了稳频实验,频率稳定度为2×10~(-10)。若利用锁模技术,则可能达到10~(-12)量级。     

碘-127稳频640nm氦氖激光器的研究(英文)

使用自行研制的~3He-~(22)Ne激光管,首次在640nm波段发现了碘-127分子强的超精细结构谱线。我们从理论上对这些谱线进行了分类计算,确认它们属于碘-127分子P(10)8-5和R(16)8-5超精细结构能级的跃迁。通过对这些超精细谱线频率间隔的精确测量,从理论上修正了碘-127分子的超精细结构耦合常数。用修正后的耦合常数计算的谱线间隔值与实验值的标准偏差仅为32kHz。用这些谱线中的a_9分量作为频率参考谱线,研制成功了碘-127饱和吸收稳频640nm氦氖激光器,其频率稳定性为8×10~(-12)(平均时间10秒),频率重复性优于1×10~(-11)。并测量了它的波长值。碘-127稳频640nm激光器有可能为复现新米定义和为激光光谱学提供一条新的波长标准。     

使用Fabry—Perot干涉腔稳频的GaAlAs激光器(英文)

GaAlAs激光器的激射频率被锁定于Fabry-Perot干涉腔上。在锁定之后其激射频率的涨落已被大大地降低。所测得的频率稳定度(对Fabry-Perot干涉腔中心频率的跟踪稳定度)如下:其中第1个稳频系统为5×10~(-12)(1s)、1.5×10~(-12)(10s)、1.2×10~(-12)(100s);而第2个稳频系统为8×10~(-12)(1s)、2×10~(-12)(10s)、1.8×10~(-12)(100s)。     

激光定位工件台激光稳频系统

一、问题的提出精密定位工件台 x、y 行程为100×100毫米,定位重复精度为0.04微米(2σ)。用激光波长作为计量基准。为满足上述精度,其频率稳定度至少应优于10~(-7),而国产激光管不加任何频率稳定措施时其频率稳定度只有10~(-5)至10~(-6)数量;而且输出光强随温度变化比较强烈。所以未加频率稳定器的激光,其波长不能作为如此精密测量之基准。因此频     

甲烷稳定和碘稳定激光器的国际比对

1980年4月,中国计量科学研究院与国际计量局进行了甲烷稳定激光器、碘稳定激光器的比对。比对结果为:甲烷稳定激光的平均频差为+0.56千赫(相当于+6.4×10~(-12))、标准偏差为±1.29千赫(相当于±1.5×10~(-11));碘稳定激光的平均频差为+13.8千赫(相当于+2.9×10~(-11))、标准偏差为±4.5千赫(相当于±0.95×10~(-11))。     

从长度单位米到时间单位秒:稳频激光-飞秒光梳-铯原子喷泉钟-光钟

报道了中国计量科学研究院(NIM)在复现国际单位制(SI)长度单位米和时间单位秒的研究进展,包括稳频激光、NIM4铯原子喷泉钟和飞秒光学频率梳.NIM4钟不确定度达4.4×10-15,NIM在研的飞秒光梳将以优于1×10-13的不确定度实现光学波长向微波频率的溯源.文中还讨论了127I2饱和吸收633nm 3次谐波稳频的HeNe激光波长比5次谐波稳频的更"准确";指出飞秒光梳是从动跟踪系统,描述它的性能指标应当是它的跟踪精度;估计了用"吸收室-原子束-原子喷泉-原子/离子存储"4种不同原理所建频标可能达到的不确定度极限.最后简略展望时间频率基准研究的新动向--光钟.     

双纵模热稳频模糊控制方法的研究

本文给出了一种热稳频模糊控制系统，该系统利用自组织模糊控制的原理，通过控制加在激光管上电阻丝的电流和激光管的放电电流，使激光管的温度发生相应的变化，以达到控制激光管谐振腔长度的目的，从而实现激光器的稳频。     

新型633nm锁相纵向zeeman稳频氦氖激光器(英文)

研制了一台新型纵向磁场中的Zeeman稳频激光器。两个圆偏振光的频差为1.25MHz、625kHz或312.5kHz,其变化量为±1Hz,1秒或10秒的频率稳定度优于2×10~(-11)。两个月内的频率再现性为±1×10~(-8)。频率可在150MHz范围内连续可调谐。     

亚毫米波频率的精密测量

研制出一套亚毫米波频率精密测量装置,在系统中所用的微波频率基准源是采用注入锁相和倍频方式获得的全固态化4mm锁相稳频源。该系统的测量精确度优于5×10~(-8)。对HCN激光的频率进行了测量,本文中给出一些实验结果。     

智能双纵模激光稳频系统的研究

为同时满足双纵模氦氖激光器的稳频精度和响应速度要求,提出一种嵌入式智能控制激光稳频系统。以AT89S52为核心,整个系统通过控制激光管的电流大小以改变激光管谐振腔腔长,从而达到稳频的目的;并基于分段式PID控制算法实现了稳频系统的软件开发。经试验证实:该系统满足设计要求,稳频精度保持在10-8以内;在外界强干扰情况下,恢复原来的状态后,激光器在30s内也可以重新稳住。与以往传统的PID控制系统相比较,该系统大大提高了抗干扰能力和响应速度。     

稳频横塞曼氦氖激光器原理和构成

光功率为1～2mw的内腔式氦氖激光管,通常有2～3个纵模同时振荡,在与管轴相对应的横方向上加了适当强度的磁场后,变成了单纵模振荡。这个单纵模是由磁场方向和垂直于磁场方向的两个线偏振光构成,两个振动成分的差拍信号频率随激光管谐振腔的谐振状态而变化。用自动调节风速冷却法,调节激光管谐振腔长,稳定激光频率,稳定度可达±1.5×10~(-9)以上。本文将叙述它的原理和构成。     

一等大量块(125～1000 mm)检定装置

量块的测量是长度计量的重要基础.文中的装置采用了高精度的633 nm碘稳频氦氖激光器和543 nm热稳频氦氖激光器各一台,分别将不同波长的激光光束入射到典型的迈克尔逊干涉仪中,使放置在测量光路中的量块与平晶研合在一起的组合体和参考镜进行干涉,利用CCD摄像机获取干涉图像,同时测量量块温度及空气折射率(或环境参数),一同输入计算机中进行处理计算得到测量结果.对于125～1000 mm量块的测量难点是保证温度要稳定、均匀、偏离20 ℃的范围要小.为此,设计了可高精度控温的仪器箱,可调节温度到17～23 ℃,温度变化率小于0.01 ℃/h,从而实现量块线膨胀系数的测量.该装置的量块长度测量不确定度达到U99 =0.02 μm+0.2×10-6 L,量块线膨胀系数测量的不确定度可达U99 =0.2×10-6 ℃-1.     

高精度微位移差拍激光干涉仪

本文介绍用于高精度微位移测量的差拍激光干涉仪,其不确定度优于1×10~(-3)μm,可望作为研究多种微位移测量方法的标准。     

一种锁定半导体激光器频率的新方法

报道了一种实现半导体激光器频率锁定的新方法:通过交流磁场对法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)的透射谱进行调制,将半导体激光器的频率锁定在FADOF的透射谱上。在B=1.76×10~(-2)T、T=120℃条件下,利用一阶导数稳频技术,测得1s和10s取样时间的频率稳定度分别为1.5×10~(-10)和5.8×10~(-11)。     

可变矩形电子束曝光机激光定位工件台系统

文中概述了系统结构设计的误差分析,阐明了主要设计思想和结构特点,介绍了整机概况和操作控制原理。最后列出了所达到的各项主要技术指标。即工件台行程X·Y分别为135×110毫米,激光干涉仪分辩率为0.02微米,工件台定位精度±1微米,最大速度20毫米/秒,步进速度0.11秒/2毫米,真空度达到2×10~(-5)托。     

30～100000转/分转速标准装置

本文所述的转速标准装置系采用差频稳速系统,用频率综合器作为频率给定,控制部分采用线性差频器和逻辑差频器并联方案,调节部分采用可控硅供电的双环路调节系统,测量部分采用频闪测速系统,且用数字测速法作旁证。整个装置的测量范围为50～100000转/分,准确度优于±5.0×10~(-5)。     

镱离子光钟的多波长数字PID激光稳频系统

针对镱离子光钟实验中激光冷却并操控离子时,激光器频率漂移影响原子钟系统的问题,基于数字PID控制方法,设计了一种新的多通道频率-数字信号转换稳频方法,将多路多波长激光频率锁定在波长计的参考频率上。对激光器锁定前和锁定后的频率进行一定时长的数据采集及数据对比,激光频率漂移由800 MHz控制在± 0.8 MHz,激光频率稳定度由9.29 × 10^-10@1 s优化至2.79 × 10^-10@1 s,频率千秒稳达到3.85 × 10^-12。该系统简单、易实现,具有小型化、适应性强的优点。     

全内腔式632.8nmHe—Ne激光器频率稳定的新方法

本文探讨了全内腔式632.8nm He-Ne激光器频率稳定的必要条件,对稳频原理进行了较详细的阐述,提出了检测激光管温度与提取激光输出信号相结合的稳频方法。通过实验获得了满意的结果。     

分子泛频谱稳频半导体激光器

利用一阶导数和三阶导数稳频技术，成功地将AlGaAs半导体激光的频率锁定到H2O分子的泛频吸收谱线上，测得1秒和10秒取样时间的频率稳定度分别为1.5-10^-10和4.0×10^-11。