基于C8051F020单片机的半导体激光器稳频系统

为推进半导体激光器稳频技术向数字化、 智能化发展, 提出一种基于C8051F020单片机的数字辅助稳频方法。该方法通过对饱和吸收信号进行检测, 得到半导体激光器频率变化的误差量, 再利用对误差信号的计算处理反馈给电流控制及温度控制, 从而对半导体激光器进行稳频, 并据此思路设计了稳频系统的硬件电路及软件辅助锁频程序。经实验验证, 该系统实现了开机自动稳频, 在失锁后能重新锁定, 得到秒稳8.39×10^-11, 千秒稳7.99×10^-12的稳定度指标。     

Pound-Drever-Hall激光稳频系统线性化复频域建模及分析研究

Pound-Drever-Hall(PDH)稳频系统利用了调制光谱技术和外差探测技术,将激光频率锁定在F-P参考腔的中心频率上以实现稳频。鉴频曲线的线性区为PDH系统的频率快速捕获区。在此区域内,PDH误差信号与激光频率差成正比。本文建立了该频率快速捕获区的PDH稳频系统线性化复频域模型,研究了系统的稳定性和稳态误差。F-P参考腔作为稳频基准,其干扰对系统稳频性能影响极大。将F-P参考腔干扰作为噪声源,分析了系统的扰动误差。分析了系统动态性能,研究了频率锁定的暂态响应过程,给出了系统参数设计依据。     

正交解调Pound-Drever-Hall激光稳频技术实验研究

为了提高激光器的频率稳定度,设计了基于正交解调原理的Pound-Drever-Hall(PDH)稳频系统。该系统采用直接数字频率合成器同步产生三路同频正弦和余弦信号,其中一路正弦信号用作电光相位调制器的驱动信号,另两路正弦和余弦信号同时用作相位解调的参考信号。解调所得PDH稳频系统的误差信号用于反馈调节激光器腔长,使得激光器频率自动稳定到Fabry-Perot(F-P)参考腔的谐振频率上。建立了正交解调PDH稳频实验系统,实验结果表明,在1.5 h稳频时间内,激光器的频率漂移不超过±0.13 MHz,根据Allan方差计算得到其频率稳定度优于1.2×10^-11。这种稳频激光器可用作合成波绝对距离干涉测量系统的理想光源。     

3cm順磁共振波譜仪中的稳頻系統

本文描述了超高頻源的稳频系統,其中着重地討論了利用反射式速調管电子調諧特性进行稳頻的原理。在上述理論的基础上我們装置成了稳频系統,并进行了测量。在测量的过程中提出了改进意見。     

激光陀螺稳频稳锁区控制系统参数模型研究

采用DSP技术设计了激光陀螺稳频稳锁区控制系统,利用转台、温度箱等设备开发了稳频稳锁区控制参数测试系统.结合某型激光陀螺,对控制系统的压电陶瓷特性、光强和锁区特性进行了全面测试,对激光陀螺工作模态选定和锁区稳定范围进行了研究,建立了有针对性的稳频稳锁区控制系统参数模型.最后,对利用该参数模型的某型陀螺在常温下进行了验证试验.陀螺工作正常,无跳模现象,其零偏重复性小于0.01 °/h,表明所建参数能有效控制陀螺.     

CO_2激光器斯塔克效应稳频法的实验研究

介绍了将斯塔克(Stark)电光调制技术应用于CO_2激光器稳频的基本原理与实验装置。实验表明:应用Stark电光调制技术于CO_2激光器的稳频,可获得10~(-9)量级的频率稳定度。     

633nm He-~(20)Ne纵向塞曼激光器拍频特性与稳频关系的研究

为了研究纵向塞曼拍频稳频激光器工作参数的选取问题,本文用兰姆理论分析了均匀和非均匀磁场下纵向塞曼激光器的拍频特性,并进行了实验观察。实验结果表明,理论分析与实验相符。这对研制纵向塞曼稳频激光器有指导意义。     

F—P腔光外差光谱及其激光稳频系统

讨论了Ｆ－Ｐ腔光外差光谱理论及其应用——光外差稳频系统通过实验获得了与数值计算完全－致的外差光谱,并以此系统对输出波长为１．５２３ｕｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光器进行稳频,获得了较好的效果．     

光强稳定技术在四频差动激光陀螺稳增益控制中的研究

研究四频差动激光陀螺的稳增益控制技术,建立陀螺增益的物理模型,并分析误差因素。设计通过稳光强来稳增益的方案。实验结果表明,室温下稳光强模式和传统稳流模式相比,四频差动激光陀螺的开机零漂减小0.001 6°/h,长时间零漂减小0.002 9°/h。这对于陀螺性能改善有一定参考价值。     

用于亚纳米测量的横向塞曼激光器的研究

分析了亚纳米测量外差干涉仪光源的选择和建立。由于Ｈｅ－Ｎｅ激光器在一定的横向磁场下产生横向塞曼效应,直接输出一对正交线偏振光,且其拍频频率较低,成为适于亚纳米测量的激光源。描述了一种基于８０９８单片机的稳频系统,利用模型预测控制算法对此激光器实现了长达１０ｈ的稳频控制。实验表明此横向塞曼激光器的稳频精度达３．３８×１０－１０,所引入的最大非线性偏差为０．２６ｎｍ,表明它可用作亚纳米测量精度外差干涉仪的光源。     

光纤激光陀螺环形腔的优化设计

分析了有源环形谐振腔组成的光纤激光陀螺的精度与谐振腔特征参数的关系,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案.在此结构上,对影响光纤激光陀螺理论精度的结构参数进行计算机数值仿真,详细讨论了系统参数的变化趋势对光纤激光陀螺理论精度的影响.初步仿真结果表明:选取合适掺铒光纤长度及泵浦功率可以有效提高理论精度,提高输入信号光强及选择合适的输出耦合器的耦合比,可进一步提高陀螺的理论精度.     

光纤耦合空心介质波导法—珀腔滤波器的分析设计

研究一种新型高细度宽自由谱区空心波导法－珀腔光纤耦合器,分析了波导参数对腔体损耗和细度的影响,建立了腔体与输入输出光行匹配耦合的分析模型,计算了耦合系统和滤波特性与腔体和光纤参数的关系,给出了最佳耦合,最大传输要求的腔体与光纤参数。     

用于高温超导单晶微波特性测量的5GHz空腔介质谐振器设计

利用superfish软件设计了一个用于超导单晶微波测量的空腔介质谐振器.该谐振器基模为TE011模,共振频率为5GHz.谐振器中心打孔,单晶样品通过一介质棒伸到孔心.谐振器谐振模式得到了实验上的验证.     

影响石英晶振器品质因素的特征参数的研究

从理论上研究了粘附微小针尖后造成石英晶振的品质因素Q值降低的原因,通过实验得出合适的针尖直径、长度等参数,使石英晶振的Q值大大地提高,从而提高仪器检测的灵敏度。     

光纤环形振荡滤波器及其应用

采用标准单模光纤和光纤耦合器构造了单环形振荡滤波器和Mach-zehnder环形振荡滤波器,推导并分析了两种光纤环形振荡滤波器的滤波特性,单环形振荡滤波器腔内振荡模式线宽和精细度,Machzehnder环形振荡滤波器中模式分裂现象,以及腔内损耗对它们的影响.     

带反馈阑孔的非稳腔

在对带全反馈阑孔非稳腔实验研究的基础上,提出了部分反馈阑孔非稳腔方案,并对此腔作了细致的理论分析.     

宽带圆柱形陶瓷介质谐振器天线

提出一种宽带的高介电常数圆柱形介质谐振器天线,并进行了分析与设计.采用在圆柱形陶瓷介质谐振器中穿孔及结合H形缝隙耦合馈电,有效地克服了高介电常数介质情况下工作频带较窄的缺点,获得了12.6%的阻抗带宽,并具有介质谐振器尺寸小的优点和较好的辐射特性.     

一种新型光学微环谐振腔加速度传感器的研究

提出了一种跑道型谐振腔与固支梁相结合的新型加速度传感器结构.采用FDTD法分析了环形微环谐振腔和跑道型微环谐振腔的光谱特性,得出具有高值的跑道型微环谐振器更适用于作传感器件,利用输出光谱在加速度作用下产生漂移的特性测得了系统的加速度值.仿真结果表明：加速度值在0~50 范围内,系统的灵敏度可达到47.7 pm/ ,并且固支梁的厚度是影响系统灵敏度的重要因素.该结构为制备高灵敏度、低成本的微型加速度传感器提供了理论基础.     

A Novel Analysis Approach for Ring-resonator Performance as Optical Filter

A novel attempt has been made in this paper for a different approach for determination of ring resonator transmittance with the help of delay line signal processing techniques and Totally Coded Method （ TCM ）. A generalized approach for determination of transfer function in Z-domain of optical waveguide based ring resonator is introduced. Delay line signal processing technique is used to develop the signal flow graph of different ring resonator architectures, and a rule is implemented to determine its overall transmittance. The parameters describing the performance of optical filter can be directly estimated from the frequency response plot. A waveguide based double ring resonator（DRR） architecture is proposed, and its frequency response analysis is carried out.     

缝隙阵分裂式圆柱谐振腔的设计与研究

提出一种新型的物料水分测量传感器——缝隙阵分裂式圆柱谐振腔.对带缝隙阵的分裂式圆柱谐振腔进行了大量分析与研究,验证了缝隙阵分列式圆柱谐振腔的可行性.通过对缝隙阵分裂式圆柱谐振腔和非缝隙阵分裂式圆柱谐振腔的比较分析,证明缝隙阵结构可使整个谐振腔的磁场分布得更均匀,可以避免因为物料局部水分不均而产生误报,从而使得利用缝隙阵分裂式圆柱谐振腔测量测物料水分的测量值更准确.而且缝隙阵分裂式圆柱谐振腔的驻波比更好,功率损耗更小,节约能源;缝隙阵结构能保证谐振腔谐振在TE011模式,确保测量更精确.