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。     

阿秒时间抖动的全保偏掺铒光纤激光器

近年来，超稳光生微波和远距离时频同步等高精度、高速科学研究对低噪声飞秒光纤激光器具有迫切的需求。为实现低时间抖动噪声的激光种子源，基于“光积木”结构，设计并搭建了一台重复频率为100 MHz的全保偏掺铒锁模光纤激光器，“光积木”结构可以有效地抑制激光器的机械噪声和重频漂移。采用平衡光学互相关技术，首次从全保偏锁模光纤激光器的出射脉冲中直接进行了高精度的时间抖动测量。该激光器在傅里叶频率10 kHz至1 MHz的积分区间内，积分均方根时间抖动仅为98.36 as。     

原子频标频率漂移率测试系统

针对铷原子频标的日漂移率的测试需求,采用时差法设计日频率漂移率检测装置。该装置通过多路分频器,将被测频标1 MHz、5 MHz、10 MHz信号分频为标准1PPS信号。GPIB接口控制时间间隔计数器测量时差数据并传输给计算机,计算测量结果。装置自动化程度高、工作稳定,实现对多台铷原子频标日频率漂移率的自动化测量。     

半导体激光器稳频综述

在冷原子干涉实验中需要用激光冷却并操控原子,因此对半导体激光器频率的稳定性要求较高。由于半导体激光器本身线宽较大,功率稳定性差,还可能产生慢漂和跳模等现象,故需对半导体激光器进行稳频。本文介绍了饱和吸收谱稳频、波长调制稳频、调制光谱稳频、调制转移光谱稳频、双色激光稳频、频率电压转换稳频6种冷原子干涉实验中常用的稳频方法,分别阐述了各方法的原理、特点、适用领域,为半导体激光器的实际应用提供了参考。     

激光数字可调谐偏频锁定系统

一、前言激光偏频锁定技术是将稳定激光的成果推广应用的一项关键技术。工作激光器通过偏频锁定与高稳定激光保持一定的频差,它具有与稳定激光器相同的频率稳定度,而且输出功率可以很大,频率可以调谐。这些特点正是干涉测量或光谱测量中所期望的。可调谐偏频锁定可以采用模拟和数字的两种方案,为便于在我国推广应用,我们设计了一种简易的数字可调谐偏频锁定系统,它的额定最大偏频值为100MHz,面板上×2开关可将偏频值增加一倍,最大偏频范围可扩大到200MHz。偏频值按十进制分三档。捕捉时间小于100毫秒,并附有自动搜索电道,使用较方便。     

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。     

结合塞曼效应与饱和吸收技术的DFB激光稳频系统的设计

本文介绍一种利用塞曼效应与饱和吸收相结合的技术提取激光频率误差信号的方法,利用数字PID控制技术,伺服反馈于DFB激光器的电流调制端实现慢环控制,模拟PI反馈于激光器FET电流控制端,实现快环控制,从而实现DFB激光器的稳频和线宽压窄。系统的激光频率锁定在铯原子D2饱和吸收谱线F=4→F’4,5交叉线上,频率峰-峰（p—p）起伏约为1．6MHz,相对频率起伏为4．5×10^-9,满足小型喷泉钟的使用要求。     

1.5μm光纤通信波段乙炔稳频激光技术研究进展

1.5μm乙炔饱和吸收谱线是国际计量委员会(CIPM)正式推荐的光纤通信波段复现‘米’定义的频率参考标准。乙炔稳频激光依据稳频方法可分为线性吸收和饱和吸收两大类,饱和吸收相比线性吸收,能够消除乙炔分子的多普勒效应,获得线宽更窄、频率稳定度和复现性更高的稳频激光,1s频率稳定度能够达到10^-13量级,波长漂移为10^-12量级。利用13C2H2(ν1+ν3)P(16)谱线,研发的微型气室有望实现稳频激光的全光纤链路传播,为高度集成化、抗干扰能力强的稳频激光源提供了新的发展方向。高性能的1.5μm近红外稳频激光直接为密集波分复用系统、精密光纤传感等多个领域提供波长参考源,结合飞秒激光频率梳技术可进一步完善光纤通信中激光波长量值传递溯源体系,提升激近红外波段光波长的测量能力,为光纤波段的精密测量提供量值保障。     

频率分裂在双频激光器和位移传感器中的两种新应用

主要介绍了激光频率分裂技术的两种新应用,包括用两种方法克服强模竞争以获得频差可覆盖1～40MHz的双频激光器,以及将一个双折射双频激光器本身用作一个位移传感器.这种双频激光器可以填补塞曼激光器和双折射激光器之间存在的3～40 MHz频差空白,可以用作激光干涉仪理想的光源.位移传感器结构简单,其分辨率为79 nm,测量范围达到了15 mm,并且可以自校准.     

基于声光偏频法的激光频率无调制锁定

为了进一步提高1.5 μm波段激光器的频率稳定性,利用声光调制器(AOM)的频移特性使激光发生频移,将乙炔(~(12)C_2H_2)v_1+v_3带的P9支吸收峰作为参考频率,通过两条频移的吸收谱线产生类色散鉴频曲线,实现对外腔半导体激光器的无调制频率锁定.实验中把以前直接对激光器的调制转移到声光调制器上,避免了直接调制所引入的额外噪声,通过闭环锁定,50 s内典型的频率起伏达到5.8 MHz以内,激光器的频率起伏较自由运转时明显得到抑制,实现了激光频率的稳定.     

基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法研究

报道了一种基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法,用于提高可调谐外腔半导体激光器(TECDL)的频率稳定度和准确度。自行研制的光学锁相环电路采用数字鉴相与差分运算相结合的方式获得高灵敏度的鉴频鉴相误差信号,并通过高速模拟PID实现整个系统的闭环锁定。利用该光学锁相环系统进行了TECDL偏频锁定至光学频率梳(OFC)的实验,实验结果表明环路锁定后拍频频率波动在±0.3Hz范围内,偏置频率为50MHz时,光学锁相环系统在1s和1000s积分时间的相对阿伦方差分别为1.5×10^-9和8.5×10^-13。系统锁定后,拍频线宽由500kHz压缩至2kHz。该研究表明采用基于光学锁相环的激光稳频方法可以实现亚Hz级的激光频差控制,通过将TECDL偏频锁定至高稳定度的参考激光源可显著提高其频率稳定度,使其能够满足超精密测量、冷原子/离子干涉测量等领域对激光频率稳定度和准确度的要求。     

双纵模双频激光干涉仪

本文介绍了一种双纵模双频激光干涉仪的原理,结构及激光光源采用的热稳频原理。激光源采用热稳频方法,不使用压电晶体也不用线膨胀系数小的材料做谐振腔,无须外加磁场,只使用电真空玻璃制造的普通全内腔式He-Ne激光管。干涉仪成本低,激光管寿命长,并能获得550—650MHz的拍频,使干涉仪具有良好的动态测量性能。本仪器经中国测试技术研究院测定,其偏差小于0.1μm/800mm,稳频精度优于2×10~(-9),频率复现性:1×10~(-8)。     

双纵模稳频He-Ne激光器工作机理及误差分析

为深入分析双纵模稳频氦氖激光器的稳频机理和精度误差,本文提出了双纵模产生的必要条件:内腔型激光器和谐振腔长在100～300 mm之间.按照激光器的工作过程,稳频分为三个阶段:跳模、过渡阶段,模式稳定.结合激光原理和热力学理论,根据光电探测器的电压变化,阐述了稳频机理.拍频实验结果表明,激光器的频率稳定度高达5×10-10.通过误差分析,确定稳频精度仅取决于腔长的变化量,且增加腔长,有助于增加频率稳定度.该方法锁定时间短.     

塞曼稳频氦氖激光器系列鉴定会在京召开

北京大学和中国计量科学研究院于1985年6月17日至18日在北京联合召开了“塞曼稳频氦氖激光器系列鉴定会”。会议由北京邮电学院吴彝尊教授和清华大学梁晋文教授主持,王天眷等专家和科技工作者40余人参加了会议。主办单位提供给会议鉴定的有3种633nm塞曼稳频氦氖激光器样机。会前,大会测试组对这三种激光器样机进行了抽样测试,会上,代表们听取了课题组的研制报告和测试组的测试报告。通过认真热烈地讨论,代表们确认了以下指标: 1.横向塞曼稳频激光器(北京大学无线电系研制): 1秒取样的以阿仑方差表示的激光频率稳定度为1.8×10~(-11),频率再现性优于5×10~(-9)。 2.新型锁相双频激光器(中国计量科学研究院时频处光频室研制): 1秒取样的以阿仑方差表示的频率稳定度     

基于偏振双反射膜的5MHz频差He-Ne双频激光器

提出了一种利用特殊多层反射膜—应力双反射膜制作的偏振双反射膜He Ne双频激光器 ,这种膜对不同偏振光在垂直入射时反射系数相位跃变不同。利用横向Zeeman效应减小模式耦合 ,使激光器能够输出 5MHz频差的正交线偏振光。进行了横向磁场的方向及激光器的偏振特性的实验研究。采用热补偿法稳频后 ,与中国计量科学研究院的碘稳频激光器 (波长扩展不确定度为 2 5× 10 - 1 1 )进行了拍频比对 ,比对结果表明 :激光器的频率稳定度为 1 4× 10 - 1 0 (10s采样 ) ,平均真空波长扩展不确定度为 3× 10 - 8(K =3)。这种双频激光器结构简单 ,光束特性好 ,频差合适 ,适于制作高测速外差干涉仪。     

将1500nm InGaAsP BH外腔半导体激光器稳定到氨分子吸收谱线上

基于氨分子在近红外波段振转能级跃迁机制,作者将1500nm GRIN-ROD外腔InGaAsP BH激光器频率锁定到氨(NH_3)分子吸收谱线上,它的波长是1518.2nm。该系统长时间的频率漂移和抖动小于3MHz。     

基于LabVIEW的激光器频率漂移量测试系统的设计

针对在光学实验室研究激光器频率稳定性的需要,我们把光学实验与计算机数据采集与处理技术有效地结合起来,设计了基于LabVIEW 8.0虚拟仪器开发平台的频率漂移量测试系统。它可以对激光器的纵模模式进行监视,经过数据采集和处理,给出单频激光器频率的绝对波动。实验结果表明,该系统响应快,精度高,运行可靠,弥补了传统测试方法的一些不足之处,对于今后的稳频技术研究具有实用价值。     

氦氖激光稳频原理和拍频真空波长检测

He-Ne稳频激光广泛地应用在精密干涉测量中,本文论述He-Ne兰姆凹陷稳频激光,He-Ne兰姆凹陷稳功率激光,0.633微米碘稳频激光、偏频锁定碘饱和吸收稳定0.633pm激光系统和He-Ne双频稳定的激光器的稳频原理及如何用拍频比较法测量它们的波长。     

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。     

双纵模激光热稳频光源

介绍一种双纵模激光器的稳频装置原理及其电源电路。对稳频机理进行了理论分析，并说明具体调整方法。该光源采用新的热频原理，在普通的全内腔Ｈｅ－Ｎｅ激光器上获得了与塞曼型稳频激光器同一量极的稳频精度，具有成本低，稳频装置简单的特点。