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穩(wěn)頻激光器系統(tǒng)中超穩(wěn)腔的選擇

上海昊量光電設(shè)備有限公司 ? 2023-03-17 09:53 ? 次閱讀

PDH穩(wěn)頻技術(shù)原理是激光器發(fā)出激光后,激光經(jīng)過(guò)電光調(diào)制器對(duì)激光進(jìn)行一個(gè)射頻電光的相位調(diào)制,經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào),再經(jīng)過(guò)一個(gè)PBS(偏振分束鏡)和一個(gè)波片((λ/4)進(jìn)入我們的超穩(wěn)腔與超穩(wěn)腔進(jìn)行諧振,反射出來(lái)的光再次經(jīng)過(guò)偏振分束鏡和波片被反射到光電探測(cè)器中,然后對(duì)其進(jìn)行相位解調(diào)后得到誤差信號(hào),誤差信號(hào)通過(guò)混頻器以及低通濾波器進(jìn)行處理后,得到的信號(hào)反饋到激光器的壓電陶瓷或其他響應(yīng)部件進(jìn)行補(bǔ)償頻率,最終實(shí)現(xiàn)激光器另一路激光輸出頻率的穩(wěn)定。

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PDH穩(wěn)頻技術(shù)的核心是通過(guò)光學(xué)超穩(wěn)腔產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào),其核心部件就是光學(xué)超穩(wěn)腔,超穩(wěn)腔的性能直接影響了最終輸出的激光頻率的穩(wěn)定性。所以光學(xué)超穩(wěn)腔的選擇顯得尤為重要。

在為您的應(yīng)用選擇理想的腔體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素包括線寬: 在穩(wěn)頻激光器系統(tǒng)中,線寬越窄,激光的頻率越集中,輸出激光的頻率就會(huì)越穩(wěn)定。所以超穩(wěn)腔的線寬越窄越好。

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自由光譜范圍(FSR):相鄰兩個(gè)峰之間的間距。

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精細(xì)度:自由光譜范圍與線寬的比值即為精細(xì)度,精細(xì)度越高,波長(zhǎng)的鎖定性越好,輸出激光頻率的穩(wěn)定性就越好。

工作環(huán)境(溫度、振動(dòng))以及對(duì)于穩(wěn)定性要求(包括短期和長(zhǎng)期-可容忍的漂移程度)等,這些參數(shù)都會(huì)影響穩(wěn)頻激光系統(tǒng)其輸出激光頻率的穩(wěn)定性。

F-P腔:F-P腔其優(yōu)點(diǎn)為充分利用工作物質(zhì),使光束在整個(gè)工作物質(zhì)內(nèi)振蕩,可用于大功率輸出脈沖激光器。此外,激光束在腔內(nèi)沒(méi)有聚焦,在高功率激光器中不會(huì)擊穿或損傷光學(xué)元件,非常適合用來(lái)搭建超穩(wěn)激光系統(tǒng)來(lái)用于光學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)。

F-P超穩(wěn)腔的腔類型自由光譜范圍FSR(GHz)應(yīng)用&性能
圓柱腔體(10mm長(zhǎng),50mm直徑)1.5
原子物理中激光穩(wěn)定的主力;用于線寬>50Hz
凹口腔體(100mm長(zhǎng),50mm直徑)1.5
用于線寬<50Hz;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15
凹口腔體(100mm長(zhǎng),100mm直徑)1.5
對(duì)于最低的加速度靈敏度;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15;加速度靈敏度<5×10-11/g
球形腔體(50mm直徑)3
用于需要腔體特別堅(jiān)固的場(chǎng)合;可以做成光纖耦合,易于攜帶;加速度靈敏度~2×10-10/g
角錐腔體(25mm)6
用于需要小尺寸腔體的場(chǎng)合;可以做成光纖耦合;加速度靈敏度~2×10-10/g
200mm-300mm長(zhǎng)750MHz/500MHz腔長(zhǎng)可定制!
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