长春理工大学 激光器件与技术第五章-1讲.

1、长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 1第第5章章稳频技术稳频技术第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 25.1 绪论绪论概述：概述：第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 35.1 绪论绪论一一. 频率的稳定性和复现性频率的稳定性和复现性 vvSvv 1vvSv第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 45.1 绪论绪论2. 频率复现性频率复现性 vvRvv第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Pa

2、ge: 55.1 绪论绪论二二. 影响激光频率稳定的因素影响激光频率稳定的因素mcmcmmccv vvvvvvvv激光振荡频率可表示为：激光振荡频率可表示为：vc为光学谐振腔频率为光学谐振腔频率 vm为原子跃迁谱线频率为原子跃迁谱线频率 vc为光学谐振腔的谱线宽度为光学谐振腔的谱线宽度 vm为原子跃迁谱线宽度为原子跃迁谱线宽度 当当vmvc时，可简化为：时，可简化为： 说明：激光器的振荡频率是由原子跃迁谱线频率及谐振腔的振荡频率共同决定的。说明：激光器的振荡频率是由原子跃迁谱线频率及谐振腔的振荡频率共同决定的。两者的变化均会引起激光频率的不稳定。但谐振腔的振荡频率对环境影响很敏感，两者的变化均

3、会引起激光频率的不稳定。但谐振腔的振荡频率对环境影响很敏感，故激光频率的稳定性主要取决于谐振腔谐振频率的稳定性。故激光频率的稳定性主要取决于谐振腔谐振频率的稳定性。mccmc第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 65.1 绪论绪论 在不考虑原子跃迁谱线频率微小变化的情况，激光振荡频在不考虑原子跃迁谱线频率微小变化的情况，激光振荡频率主要由谐振腔的谐振频率决定：率主要由谐振腔的谐振频率决定：2cvqnLvLnvLn第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 75.1 绪论绪论1. 温度变化的影响温度变化的影响L

4、vTLv第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 85.1 绪论绪论2. 大气变化的影响大气变化的影响第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 95.1 绪论绪论3. 机械振动的影响机械振动的影响第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 105.1 绪论绪论4. 磁场的影响磁场的影响 第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 115.1 绪论绪论稳频的原理稳频的原理第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学

5、与技术系Page: 125.1 绪论绪论鉴频器：稳频的关键部件鉴频器：稳频的关键部件第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 13绪论绪论 小结小结 什么是频率稳定度？什么是频率稳定度的量度？什么是频率稳定度？什么是频率稳定度的量度？ 在在He-Ne激光其中，激光其中，Ne原子的谱线宽度原子的谱线宽度D=1.5109Hz，其，其谱线中心频率谱线中心频率0=4.7 1014Hz，如果不采用稳频措施，这种，如果不采用稳频措施，这种激光器的频率稳定度为多少？激光器的频率稳定度为多少？ 什么是频率的复现性？什么是频率的复现性？ 影响频率稳定性的外界因素主要有哪

6、些？影响频率稳定性的外界因素主要有哪些？ 稳频的原理是什么？主动稳频有哪些方法？稳频的原理是什么？主动稳频有哪些方法？ 鉴频器作为稳频的关键部件应具备哪些条件？鉴频器作为稳频的关键部件应具备哪些条件？第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 14振荡频率振荡频率=谱线的中心频率时，即谱线的中心频率时，即v=v0激光器输出功率最低！激光器输出功率最低！5.2 兰姆凹陷稳频兰姆凹陷稳频一一. 兰姆凹陷兰姆凹陷第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 155.2 兰姆凹陷稳频兰姆凹陷稳频二二. 兰姆凹陷稳频原理兰姆凹

7、陷稳频原理第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 165.2 兰姆凹陷稳频兰姆凹陷稳频兰姆凹陷稳频的实质：兰姆凹陷稳频的实质：第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 175.2 兰姆凹陷稳频兰姆凹陷稳频三三. 应用兰姆凹陷稳频应注意问题应用兰姆凹陷稳频应注意问题第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 185.3 塞曼效应稳频塞曼效应稳频一一. 塞曼效应塞曼效应2BgHvh 第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 195.

8、3 塞曼效应稳频塞曼效应稳频产生塞曼效应的原因：产生塞曼效应的原因：第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 205.3 塞曼效应稳频塞曼效应稳频二二. 塞曼效应稳频原理：塞曼效应稳频原理：第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 215.3 塞曼效应稳频塞曼效应稳频三三. 塞曼效应双频稳频激光器塞曼效应双频稳频激光器第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 225.3 塞曼效应稳频塞曼效应稳频工作过程：工作过程： 在激光器上加磁场以后，由于塞曼效应，输出的左旋光和右旋

9、光进入电光调制器。 电光调制器上加一交变的电压,由于在电光晶体上加频率为f的调制电压，因此在光电接收器上收到的是一个周期变化的频率为f的调制光。利用合成光强的大小和相位，输出一直流电压，控制压电陶瓷使L发生变化，达到稳频。 稳频关键是左右旋光强的大小，即是激光振荡的频率是否偏离及偏离多少，只要偏离，则左右旋光有差别，则合成光强的大小和相位改变可以鉴别出来 灵敏度比兰姆凹陷高。第五章 稳频技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 23稳频技术稳频技术 小结小结 什么是频率稳定度？什么是频率稳定度的量度？什么是频率稳定度？什么是频率稳定度的量度？ 在在He-Ne激光其中，激光其中，Ne原子的谱线宽度原子的谱线宽度D=1.5109Hz，其，其谱线中心频率谱线中心频率0=4.7 1014Hz，如果不采用稳频措施，这种，如果不采用稳频措施，这种激光器的频率稳定度为多少？激光器的频率稳定度为多少？ 什么是频率的复现性？什么是频率的复现性？ 影响频率稳定