1、激光技术 一 选模 选模意义 基横模 TEM00 发散角小 空间相干性单纵模 单色性好 时间相干性1 横模选择 横模选择的物理基础 不同横模有不同的衍射损耗 横模选择原则 尽量加大高阶模和基模之间的衍射损耗比 尽可能减少除衍射损耗外的其它损耗 加大衍射损耗在总损耗中的比例 横模选择方法 谐振腔设计 小孔光阑 非稳腔 微调谐振腔 小孔光阑选横模 小孔光阑选模 聚焦光阑选模扩大基横模体积 2 纵模选择 提高时间相干性 在特定跃迁谱线范围内获得单纵模的方法 纵模选择原则扩大相邻纵模的增益差或人为引入损耗差 选纵模方法 短腔法 缩短腔长 增大纵模间隔 适用于荧光线宽窄的激光器 YAG 例 He Ne
2、振荡线宽 腔内插入F P标准具 F P标准具的设计考虑 L 激光工作物质 插入FP后 标准具的自由光谱区 透射宽度 环形腔 隔离器抑制空间烧孔效应 行波环形腔 福克斯 史密斯型复合腔 M1 M2 M3 7 2稳频激光器 精密光谱研究 长度时间频率标准 一 外界因素对频率稳定性的影响纵模频率 频率稳定性 谐振腔几何长度变化 温度 振动折射率变化 温度 Dn起伏 放电电流 驱动电流等 气压 湿度单模氦氖激光器频率稳定性 10 4 10 5Dn 10GHz采取恒温 防震 隔声 稳压 稳流措施 10 7 二 稳频基本原理 稳定谐振腔光学长度 选择标准参考频率 获取误差信号驱动电子伺服系统自动调节腔长
3、频率漂移量 三 稳频方法 兰姆凹陷 饱和吸收 塞曼吸收 F P标准具 稳频系统 光电接收 频率稳定性 10 9 n n0同相n n0反相n n02f n n0同相 n n0反相 压电陶瓷 改变腔长直流 调节激光器输出频率交流信号 搜索信号 判断 正向电压外 内 反向电压外 内 n n0同相反向压电陶瓷 腔长 q 拉回n0n n0反相正向压电陶瓷 腔长 q 拉回n0n n02f0电压压电陶瓷不变n n0 要求兰姆凹陷对称 窄且深 谱线中心频率随放电条件改变 频率复现性差10 7 饱和吸收稳频 反兰姆凹陷 压电陶瓷 吸收管内充气压 1 10Pa多普勒加宽为主低压气体吸收峰频率稳定性好 烧孔宽度 吸收曲线烧孔效应 b n1 吸收饱和 增益饱和 放置吸收管的谐振腔单程损耗 输出功率 P n1曲线上形成反兰姆凹陷 频率稳定性 10 11 10 12频率复现性10 11 632 8nm 碘同位素蒸汽 3 39mm 甲烷 1530 3718nm 乙炔 F P标准具稳频
