第三讲 激光稳频技术要点
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激光稳频技术简析
黄治涵
【期刊名称】《现代信息科技》
【年(卷),期】2018(002)009
【摘要】激光稳频技术是激光物理学、光谱学和电子学高度结合的产物,它随着激光应用的发展而发展.本文概述了激光稳频技术的基本原理,分析了各种影响He-Ne 激光光源频率稳定性的因素,并介绍了He-Ne激光器单模双模稳定技术以及国内外一些常见的稳频技术.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】黄治涵
【作者单位】中南大学物理与电子学院,湖南长沙 410012
【正文语种】中文
【中图分类】TN248
【相关文献】
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4.激光稳频技术简析 [J], 黄治涵;
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5.6稳频技术5.6.1概述5.6.1.1稳频概述激光器通过选模获得单频振荡后,由于内部和外界条件的变化,谐振频率仍然会在整个线型宽度内移动。
这种现象叫做“频率的漂移”。
由于漂移的存在就出现了激光器频率稳定性的问题。
稳频的任务就是设法控制那些可以控制的因素使其对振荡频率的干扰减至最小限度,从而提高激光频率的稳定性,减小频率的漂移。
频率的稳定性包括两个方面:一是频率稳定度;二是频率再现度。
前者指激光器在一次连续工作时间内的频率漂移ν∆与振荡频率ν之比,频率稳定度定义为νν∆=S (5-44)S 值越小,表示频率稳定度越高。
频率稳定度又分为观测取样时间小于1秒的短期稳定度和大于1秒(通常达到数分钟乃至几小时)的长期稳定度。
频率再现度是激光器在不同地点、时间、环境下使用时频率的相对变化量,通常将频率再现度定义为νδν=R (5-45)式中的频率偏差δν可以是同一台激光器产生的,也可以是相同设计生产的不同激光器之间的,甚至是用相同能级跃迁、不同设计所制成的激光器在不同条件下输出光频率之间的偏差。
频率再现度的提高对于长度计量的基准的统一和精度的提高有极重要的意义。
根据实际的需要和现实的技术水平,一般希望稳定度和再现度都能在10-8以上。
目前稳定度一般是在l0-9左右,较高的可达10-11~10-13;再现度不易达到稳定度那样高,一般是在l0-7左右,高的可达10-10~l0-12。
5.6.1.2影响频率稳定的因素由激光的相关原理可知,激光器的工作频率为L cq μν2=(5-46)式中c 是真空中的光速,q 是选频的纵模序数,它们都是不变的;而腔长L 和气体介质的平均折射率μ可以因工作条件的变化而改变,进而引起频率的不稳定。
当L 的变化为L ∆,μ的变化为μ∆时,引起的频率相对变化为:L L νμνμ⎛⎫∆∆∆=-+ ⎪⎝⎭(5-47)式中“负号”表示ν的变化趋势和L 、μ的变化趋势正相反。
(5-47)式说明,频率的相对变化来自腔长L 和平均折射率μ受外界条件的扰动发生的变化。