532 nm Nd:YVO4/KTP激光器的I2分子吸收谱线的观测及频率稳定的研究

激光二极管抽运的固体激光器可用于光学计量,长度测量,相干光通信,激光雷达等方面,高精度应用要求激光器的频率稳定。碘分子在５３２ｎｍ附近在上百条强的吸收谱线,采用单频Ｎｄ;ＹＶＯ４／ＫＴＰ激光对碘的一些吸收谱线作了观测,并进行了激光频率稳定的研究,这些吸收谱线是１９９７年９月国际米定义咨询委员会推荐作为频标的９组５３２ｎｍ碘吸收谱线之外的新的参考谱线。     

法拉第滤光器在法拉第激光器领域研究进展

法拉第激光器是一种利用法拉第反常色散原子滤光器作为选频元件的新型外腔半导体激光器,原理上法拉第激光的输出波长随着激光二极管驱动电流及工作温度的变化,始终与原子跃迁谱线相对应,可以将激光频率有效地锁定至原子跃迁谱线,实现窄线宽的激光输出信号,并且短期与长期频率稳定性均较好。本文详细介绍了自1845年法拉第旋光效应提出以来,法拉第反常色散原子滤光器的发展历程,法拉第激光器的工作机理、发展历程以及性能优越性,并结合国内外的研究进展,介绍了法拉第激光发展各个阶段的技术瓶颈及相应的解决办法,同时展望了法拉第激光器未来在量子领域特别是量子精密测量领域的重要价值。     

光抽运二氟甲烷激光器

采用波导型激光谐振腔,在光抽运二氟甲烷激光器上观察到11条输出谱线。使用谐振腔腔长扫描的方法测量了这些谱线的波长。     

固体激光器单晶

1.前言自从约10年前第一次在光学领域用红宝石晶体通过感应辐射产生振荡现象的报告发表以来,利用含有激活离子的固体结晶,在红外光和可见光波段实现了多种激光器。与气体激光器相比,固体激光器的特点是激活离子的密度大,因而单位长度的平均增益和输出功率大,适于装置的小型化;振荡频带宽,适于发生宽度窄的光脉冲。固体激光器的研究有二股潮流。一股就是设法实现峰值功率大的激光。在这方面,把能量充分蓄积在激活离子中使共振腔的Q     

Nd:YVO4/KTP激光碘分子超精细光谱和稳频研究

用Nd：YVO4／KTP腔内倍频环形激光器产生的532nm波长激光，探测到了波长在532．170nm至532．200nm范围的一系列碘的多普勒吸收谱线和饱和吸收谱线。理论计算出相应的波长值和超精细谱线结构参数。理论计算值与实验测量数据在较高的精度内相一致。用三次谐波锁定的稳频电路实现了该激光器在碘饱和吸收线超精细分量上的频率稳定。     

532 nm Nd:YVO4/KTP激光器的I2分子吸收谱线的观测及频率稳定的研究

激光二极管(LD)抽运的固体激光器可用于光学计量、长度测量、相干光通信、激光雷达等方面,高精度应用要求激光器的频率稳定。碘分子在532nm附近有上百条强的吸收谱线,采用单频NdYVO     

Nd:YVO_4/KTP激光碘分子超精细光谱和稳频研究

用Nd :YVO4/KTP腔内倍频环形激光器产生的 5 32nm波长激光 ,探测到了波长在 5 32 .170nm至 5 32 .2 0 0nm范围的一系列碘的多普勒吸收谱线和饱和吸收谱线。理论计算出相应的波长值和超精细谱线结构参数。理论计算值与实验测量数据在较高的精度内相一致。用三次谐波锁定的稳频电路实现了该激光器在碘饱和吸收线超精细分量上的频率稳定。     

TDLAS火焰燃烧温度测量方法改进

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)双线温度测量原理,设计了7153.748-7154.354 cm~(-1)谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统,对平面预混火焰燃烧温度进行测量,发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果相对偏差较大。针对这一问题,提出了采用(7185.597-(7444.352+7444.371))cm~(-1)双激光器TDLAS系统,并结合增加光程方法来改进原有的温度测量精度。结果表明:采用双激光器可放宽谱线对的选择范围,选择吸收更强的谱线对可以有效提高信噪比,并且结合增加光程,可实现TDLAS温度测量结果与热电偶测量偏差由10%降低到5%。     

氩离子激光器输出功率的稳定

一、前言由于氩离子激光器输出功率高(为瓦级),激光波长在可见区(使用腔内分光棱镜可选出5145nm、4880nm等谱线),故它在激光光谱学、激光化学、激光全息术、激光电视、激光医疗等诸方面得到了广泛地应用。但由于种种工艺方面的原因,若不加稳定措施,其输出功率变化则很大(参见表2),不宜作精密测量,使其应用范围受到限制。     

用强度比较方法对氩离子激光进行频率稳定

本文描述一种用强度比较方法对Ar~+激光进行频率稳定的实验。该实验借助于法布里-珀罗共振器作参考腔,在Ar~+激光频率波动谱的1kHz附近,将激光器的频率稳定度提高50～60dB,相应于稳定后的Ar~+激光具有1Hz/(Hz)~(1/2)的线性(振幅)频率波动谱密度。     

多模式工作激光器的研究

目的:研究一台激光器多种模式工作的特性以及不同模式之间的转换。方法:设计一台双腔钛宝石激光器,采用双光束泵浦方式,通过锁模和光学元件的替换实现激光器的多模式工作。结果:连续运转状态下,两个激光腔的输出为可调谐连续输出;两个激光腔都进行色散补偿时,锁模激光器输出两列飞秒光脉冲;锁模状态下,只有一个激光腔进行色散补偿时,该激光腔输出飞秒光脉冲,而另外一个激光腔没有进行色散补偿,输出皮秒光脉冲。结论:多种模式工作的激光器适用于多种领域的研究与应用。     

基于TDLAS技术的一氧化碳检测系统设计

为满足工业生产过程中的一氧化碳检测需要,研制基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的一氧化碳检测系统。通过分析近红外波段的一氧化碳吸收谱线,选取1567.3nm作为激光器的扫描中心波长,设计系统的气路控制、光学检测与声光报警模块,开发基于FPGA数字锁相放大器的二次谐波解调算法,并采用最小二乘法建立浓度特征值关系曲线,实现一氧化碳的高精度检测。实验表明：该系统检测速度快,抗干扰能力强,能在恶劣的环境中正常工作,检测下限可至10μL/L,与实际浓度的误差在2%左右,具有较高的实用价值。     

6328埃氦氖激光器的频率稳定

本文分成两个部分。第一部分介绍了氦氖激光器频率稳定的原理、方法以及对所用激光器的要求;第二部分则对激光稳频器的电路进行了分析,提出了对各个环节的要求,介绍了利用鉴频曲线对频率稳定度进行鉴定。利用本装置将腔模稳定于 Lamb 下陷中心,所得到的长期稳定性是4×10~(-9),与目前的长度基准~(86)Kr 灯的6057埃谱线相比对的结果是λ_(真空)=6329.91418(~(20)Ne);λ_(真空)=6329.90223(~(22)Ne)。     

外腔半导体激光器探测1.5μm波段乙炔分子谱线及稳频

用外腔半导体激光器观测到１．５μｍ波段乙炔（Ｃ２Ｈ２）分子１０条吸收谱线，对各谱线中心波长进行准确定标；对１．５３１５９μｍ的吸收线性质做了初步研究。对外腔半导体激光器的频率实现了分子诺线稳频，在１．５３１５９μｍ吸收谱线上，锁定后激光器的频率变化≤±２ＭＨｚ     

采用Zeeman效应与饱和吸收法的激光器稳频

由于塞曼效应中性原子的超精细能级在磁场中会产生塞曼分裂,且对于左旋和右旋圆偏振光原子能级的偏移不同,因此利用Zeeman效应的这种特性与饱和吸收相结合的方法对光栅外腔反馈的半导体激光器系统进行稳频。这种方法能够将激光频率稳定地锁在原子吸收谱线的峰值处,锁频后激光器不易失锁,用于激光冷却铷原子实验。     

甲醇70.5μm光抽运远红外激光器

研制了一台具有空心介质波导谐振腔的光抽运远红外激光器,其谐振腔长度为1.2m。当泵浦CO_2功率为22W时,得到50mW的70.5μm谱线的连续输出功率。远红外腔的转换效率可达理论最大值的8.4％。该激光器适用于光频测量中的谐波混频实验。     

单频连续染料激光的稳频

本文介绍计量院研制的单频连续染料激光器及其稳频装置。用此装置对自制的和美国S-P公司380A型染料激光器进行稳频,得到激光频率的长期(30分钟)漂移小于1MHz(2×10~(-9)),激光频率的绝对漂移小于30MHz,线宽小于1MHz的结果。此装置可使染料激光频率对准和稳定在5700～6500A波长范围内的任意一条谱线上,也可用于激光分离同位素或高分辨力的激光光谱学中。     

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。     

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.     

圆形金属腔旋流二氧化碳激光器

现有的工业ＣＯ２激光器,主要为横流,纵流和扩散冷却三种,章提出一种新型激光器,即圆形金属腔ＣＯ２激光器,该激光器的腔体由多个等距,同轴安装的空腔单元组成,每个腔单元有多个流道,放电在流道与腔体接口处产生,气流将放电及被其激活的粒子吹入腔内,形成增益,输电激光,章研究了电极结构,金属腔壁对工作气体的冷却作用和胺内的增益分布,研究结果表明,多通道放电吹入和腔内旋流,有利于腔内的均匀放电,金属腔壁有利于腔内对流冷却,降低对气速度的要求,从而缩小激光器的体积,相邻的腔单元相对转动适当角度,可以提高腔内增益分布的圆周均匀性,从而获得光束质量好的激光束。