稳频的6328He-Ne双频激光器

双频激光器是一种新型Ｈｅ－Ｎｅ激光器。本文介绍了双频激光器的原理，设计及其 稳频，最后介绍了频率稳定性的测量。重点放在双频激光器的特点，对一些共性的问题 因文章篇幅有限，没有介绍。     

中频差Zeeman双折射双频激光干涉系统的实验研究

Zeeman双折射双频激光器能够输出3~40 MHz频差的双频激光,可用作高测速双频激光干涉仪的光源。针对这种激光器的特点,以频差约7 MHz的Zeeman双折射双频激光器为干涉仪的光源,建立了中频差双频激光干涉仪测量系统。经过与商用HP5528A双频激光干涉仪的比对测量实验得出,中频差双频激光干涉仪实验测量系统测量线性度小于0.002%,测量的标准不确定度小于0.1μm,证明了中频差双频激光干涉系统的可行性和针对这种光源采用的设计方案的正确性。     

腔外调谐双频(塞曼)激光器荣获国家发明奖

基础课物理教研组研制成功的“腔外调谐双频(塞曼)激光器”,于1981年7月经国家科委发明评选委员会讨论通过,获得国家发明奖四等奖。 双频激光器是精密量测仪器──双频激光干涉仪的核心部件。它是利用塞曼效应产生频率不同的左、右旋圆偏振光,供双频激光干涉仪作为相干光源使用。与单频激光干涉仪比较,使用双频激光的干涉仪具有多功能、抗干扰、不需予热、电子运算装置简化等优点。双频(塞曼)激光器包括激光器本身、横向铌酸锂电光调制器、双频稳频器及双频激光接收装置四部分。 物理教研组研制成功的腔外调谐(塞曼)激光器在结构上有自己的…     

正交线偏振激光器原理与应用(Ⅰ)--正交线偏振激光的产生机理和器件研究

激光诞生后,出现了两种正交偏振激光器:Zeeman双频激光和四频环形激光陀螺. 而由两个反射镜构成谐振腔的激光器、即驻波激光器,其内放入双折射元件时的物理效应和应用却成为空白. 综述了过去十几年国内外,特别是研究了正交偏振驻波激光原理和器件方面取得的进展. 首先,导出激光频率分裂的公式,并利用了几乎全部的量子光学现象(各种双折射元件及其物理效应)实现了驻波激光器正交线偏振激光振荡. 这些量子光学现象有:晶体石英双折射效应、方解石双折射效应、应力(光弹)双折射效应、光电双折射效应等. 其次,实验中观察发现了若干激光物理现象,如晶体石英旋光性造成的频率分裂畸变,强模竞争发生时的两频率间隔,频率分裂的越级等. 再次,由于原理的限制,传统的Zeeman双频激光器输出的频差不可能大于3?MHz. 为了解决这一问题,实验室制成了几种原理的正交偏振双频激光器件:可输出40?MHz到几百MHz频差的双折射双频激光器;可输出从1?MHz到几百MHz频差的双折射-Zeeman双频激光器和双双折射双频激光器;输出巨大频差(几个GHz)的LD泵浦YAG双折射双频激光器;纵模间隔约为c/4L(普通激光器为c/2L)的激光器等.     

正交线偏振激光器原理与应用（I）——正交线偏振激光的产生机理和器件研究

激光诞生后，出现了两种正交偏振激光器：Zeeman双频激光和四频环形激光陀螺．而由两个反射镜构成谐振腔的激光器、即驻波激光器，其内放入双折射元件时的物理效应和应用却成为空白．综述了过去十几年国内外，特别是研究了正交偏振驻波激光原理和器件方面取得的进展．首先，导出激光频率分裂的公式，并利用了几乎全部的量子光学现象(各种双折射元件及其物理效应)实现了驻波激光器正交线偏振激光振荡．这些量子光学现象有：晶体石英双折射效应、方解石双折射效应、应力(光弹)双折射效应、光电双折射效应等．其次，实验中观察发现了若干激光物理现象，如晶体石英旋光性造成的频率分裂畸变，强模竞争发生时的两频率问隔，频率分裂的越级等．再次，由于原理的限制，传统的Zeeman双频激光器输出的频差不可能大于3MHz．为了解决这一问题，实验室制成了几种原理的正交偏振双频激光器件：可输出40MHz到几百MHz频差的双折射双频激光器；可输出从1MHz到几百MHz频差的双折射-Zeeman双频激光器和双双折射双频激光器；输出巨大频差(几个GHz)的LD泵浦YAG双折射双频激光器；纵模问隔约为c／4L(普通激光器为c／2L)的激光器等．     

正交线偏振激光器原理与应用(Ⅱ)--物理现象研究

系统介绍了作者实验室发现的正交线偏振激光的物理现象及对若干问题的理论分析.包括:强烈与中度模竞争之间的转换,即竞争中两个频率之一由振荡到熄灭或从熄灭到振荡的过程;强烈模竞争的频差范围的确定(0～40 MHz左右);双折射双频激光器腔调谐中出现的4种偏振态组合(o光振荡、e光不振荡,o光、e光同时振荡,o光不振荡、e光振荡,o光、e光都不振荡,循环重复);双折射双频激光器频差调谐现象;双折射Zeeman双频激光器的功率调谐、频差调谐特性;正交线偏振激光回馈自混合干涉中两个频率的相互抑制,强度的转移;双折射外腔回馈引入的条纹倍频现象;石英晶体旋光性造成的激光两端偏振方向的差异及随晶片旋转的改变,频率分裂畸变等.     

双频可调谐TEA CO_2激光器

使用双频激光进行分离同位素的研究,是激光分离同位素研究中的一种基本方法,而且较之单频激光分离同位素有着突出的优点。它可以将分离的阈值从单频法降低两个数量级,并且有较高的激光能量利用率。二氧化碳激光器,由于它的较高的效率和丰富的谱线而成为激光分离同位素研究中的一种重要器件。为适应分离同位素研究的需要,我们研制了双频TEA CO_2激光器.     

机床滚转角高精度测量中的频偏现象研究

为降低正交偏振光外差干涉相位法中相位差的波动幅度,提高滚转角的测量精度,利用琼斯矩阵法,建立了测量光路和参考光路数学模型。新模型在原有模型的基础上考虑了双频激光器频差的不稳定性和光电探测器响应时间的差异性的影响,推导出测量信号和参考信号之间的频率偏差(简称频偏)会对相位差波动产生较大的影响。在此基础上,给出频偏是由双频激光器频差的不稳定性和光电探测器响应时间的差异性综合作用产生的,并且量化了频偏对于滚转角测量精度的影响。根据该模型,提出通过提高双频激光器的稳频精度和降低光电探测器的响应时间的差异性的方法来降低频偏,进而降低相位差波动。实验结果表明:在降低光电探测器响应时间的差异性后,相位差实际波动幅度由0.7°下降到0.1°左右,测量误差降低了85.7%,证明了分析模型有效可行。     

宽频带空间光外差信号采集系统

双频激光器是诸多精密测量应用的核心传感部件。为解决双频Nd:YAG激光器拍频信号频差大、功率小、难以采集的技术难点,该文设计并实现了一套宽频带空间光外差信号采集系统。采用大口径光纤准直器有效地解决了对空间光束的耦合接收问题,送入高速光电接收器进行光电转换,经集成微波放大器模块对频差信号进行放大,最后由VB语言实现频率计与计算机的通讯,完成拍频信号的实时采集和存储。实验结果表明:该系统对空间光信号耦合效率高达90%,放大器增益47dB,实现了对1.5GHz以内拍频信号的有效采集。此系统效率高、可移植性好,为双频激光器大频差信号提供了可靠的采集方法。     

LD泵浦超大频差双频Nd:YAG激光器设计

在分析双折射滤光片选频原理的基础上,设计了一种新型双频绿光激光器并验证了其可行性。在LD泵浦Nd:YAG绿光激光器的驻波腔中插入一块偏振分光棱镜(PBS),使其与倍频晶体KTP共同构成双折射滤光器以实现单纵模运转;同时使p分量和s分量的1 064 nm基频光分别在直线腔和直角腔中以单纵模振荡,经KTP倍频后输出两路正交偏振的532 nm绿光,再由另一块PBS合光即可实现双频绿光输出,其频差范围约为0~180 GHz。     

双频激光器的稳频研究

本文对双频激光器的单模工作条件和频差做了理论分析和实验研究，同时研究了轴向磁场对 稳频工作点的影响，使频率重复性有明显提高。频率重复性和稳定性用拍频法进行了测量。     

DBR光纤激光器压力传感系统的研制

研制了一种基于正交偏振形式的双频分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflection,DBR)光纤激光器光纤压力传感器系统。当外部压力作用在光纤激光器谐振腔上时,光纤晶体双折射的变化会引起正交偏振方向上的激光频率发生变化,从而导致输出拍频频率改变。利用快速光电二极管将双频激光输出的拍频信号转换成射频电信号,通过一个射频混频电路将该信号与频率合成器产生的本地振荡信号混频并低通滤波放大整形,变为400 M以下的调频信号,再利用ECL定时计数电路系统记录拍频信息并通过USB接口送入计算机。实验表明,在0~1.5 N范围内线性拟合度高达99.97%,压力灵敏度为400 MHz·N-1。     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述.首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍,然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统.文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法,模跳测量法,合成波长测量法,拍频测量法,光回馈水平差异测量法,分区细分法.条纹计数法最易于实现,系统最简单,但分辨率低,一般为半个光波长.模跳测量法利用跳模原理进行测量,分为开环和闭环模跳测量法两类,所对应的分辨率分别为40和50 nm.合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量,测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高.拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量,系统的分辨率为5 nm.光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈,实现系统的分辨率为20 nm.分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点,对条纹交叉结果进行分区,能实现分辨率为八分之一光波长.文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍,对各自系统的优缺点也进行了评述.     

DBR光纤激光器压力传感系统的研制

研制了一种基于正交偏振形式的双频分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflection, DBR)光纤激光器光纤压力传感器系统。当外部压力作用在光纤激光器谐振腔上时,光纤晶体双折射的变化会引起正交偏振方向上的激光频率发生变化,从而导致输出拍频频率改变。利用快速光电二极管将双频激光输出的拍频信号转换成射频电信号,通过一个射频混频电路将该信号与频率合成器产生的本地振荡信号混频并低通滤波放大整形,变为400 M以下的调频信号,再利用ECL定时计数电路系统记录拍频信息并通过USB接口送入计算机。实验表明,在0～1.5 N范围内线性拟合度高达99.97 %,压力灵敏度为400 MHz·N^-1。     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述．首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍，然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统．文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法，模跳测量法，合成波长测量法，拍频测量法，光回馈水平差异测量法，分区细分法．条纹计数法最易于实现，系统最简单，但分辨率低，一般为半个光波长．模跳测量法利用跳模原理进行测量，分为开环和闭环模跳测量法两类，所对应的分辨率分别为40和50nm．合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量，测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高．拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量，系统的分辨率为5nm．光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈，实现系统的分辨率为20nm．分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点，对条纹交叉结果进行分区，能实现分辨率为八分之一光波长．文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍，对各自系统的优缺点也进行了评述．     

应用全息光栅拍频的精密测量仪

全息光栅拍频精密测量仪是集稳频激光器、全息光栅、光拍频技术与计算机技术于一体的一种新型精密测量仪器。它具有双频激光干涉测量和光栅测量的优点，本文阐述了该仪器的工作原理、主要结构及误差分析，并给出了测试对比结果。     

GSM双频网优化方法探讨

随着移动市场的高速发展，通信容量问题已迫在眉睫。在GSM900频谱资源严重不足的情况下，双频网技术已被确定为分流话务、提高系统容量的切实可行的方案。本文介绍了双频网优化方法，以及通过对无线参数设置目的、双频网空闲状态下的参数设置策略、小区重选算法以及通话状态下的参数设置策略的介绍来阐述如何做好双频网络的无线参数设置和话务控制。     

多频带通滤波器技术(英文)

结合笔者及其课题组多年来的研究成果,集中介绍了近几年出现的多频带通滤波器的设计和实现技术———为得到各通带频率和带宽都可控的多频滤波器,利用多通带谐振器设计双频及三频滤波器;为减小滤波器尺寸,利用阶跃阻抗谐振器设计双频及三频滤波器;为方便控制通带频率,基于枝节线加载谐振器设计双频及三频滤波器;为获得更好的带外特性和更多通带,基于组合谐振器设计三频及四频滤波器.文中最后介绍了基于多枝节加载谐振器的高阶双频滤波器的设计方法.在保持第一通带特性不变的前提下,该高阶双频滤波器的第二通带可以很方便地进行调节.     

激光二极管泵浦全固体激光器(DPSSL)的发展与应用

自从世界上第一台激光器问世以来，激光器家族不断发展壮大。本文从激光器发展变化的趋势出发，介绍了激光二极管泵浦全固体激光器（DPSSL）的现状及发展方向，概括介绍了激光二极管泵浦全固体激光器在各个领域的应用。     

双频道交流激发极化法初步研究

在交流激发极化法工作中,实现双频供电、双频遭观测,可以提高单点观测速度,实现一机供电多机观测,并可提高抗干扰能力,故有利于将激发极化法推广到大面积快速普查。本文讨论了双频道工作的特点、双频道幅频仪的方案设计,并对SF-1双频道幅频仪方法样机及其实验结果作了扼要介绍。