目录
摘要 (i)
ABSTRACT ........................................................................................................ i ii 第一章绪论 (1)
1.1 窄线宽半导体激光器的研究背景和意义 (1)
1.2 半导体激光器压窄线宽和稳频方法 (2)
1.2.1半导体激光器稳频技术 (2)
1.2.2半导体激光器线宽压窄技术 (4)
1.3 窄线宽半导体激光器的研究进展 (5)
1.4 论文概况 (6)
第二章半导体激光器线宽压窄理论分析 (7)
2.1 光学谐振腔基础 (7)
2.1.1光学谐振腔特性 (7)
2.1.2激光与谐振腔的模式匹配 (8)
2.2 光学谐振腔光反馈压窄线宽和频率锁定理论 (9)
2.2.1光反馈效应对激光频率的影响 (9)
2.2.2光反馈效应对激光线宽的影响 (12)
2.3 反馈光相位对光反馈效应的影响 (14)
2.3.1光反馈对激光模式增益系数的影响 (14)
2.3.2光反馈对激光模式振荡的影响 (15)
2.4 线宽测量原理 (17)
2.5 本章小结 (19)
第三章窄线宽半导体激光器总体方案设计和器件性能 (20)
3.1 光学谐振腔 (21)
3.2 半导体激光器及其驱动电路 (21)
3.2.1 激光二极管的结构及性质 (21)
3.2.2半导体激光器驱动电路 (23)
3.3 相位控制电路 (24)
3.4 F-P腔干涉仪 (25)
3.5 系统主要元器件的性能测试 (25)
3.5.1 光学谐振腔特性 (25)
3.5.2 半导体激光器驱动电路特性 (28)
3.6 本章小结 (30)
第四章窄线宽稳频半导体激光器的实验及结果分析 (31)
4.1 初步实验及实验结果分析 (31)
4.1.1 频率锁定 (31)
4.1.2 模式抑制 (33)
4.1.3 线宽压窄 (34)
4.2 更高精细度谐振腔光反馈的实验研究 (36)
4.2.1相位锁定 (36)
4.2.2线宽测量 (38)
4.3 幅度噪声抑制 (40)
4.4 腔的精细度对线宽压窄效果的影响 (41)
4.5 本章小结 (41)
第五章总结与展望 (42)
致谢 (43)
参考文献 (44)
作者在学期间取得的学术成果 (48)
表目录
表3.1 折叠腔Ⅰ的腔衰荡信号数据拟合参数 (26)
表3.2 折叠腔Ⅱ的腔衰荡信号数据拟合参数 (28)
表3.3 F-P腔干涉仪线宽测量数据 (30)
表4.1 折叠腔Ⅰ压窄线宽测量数据 (34)
表4.2 反馈率不同时激光线宽的变化 (35)
表4.4 无相位控制时的线宽测量值 (38)
表4.3 折叠腔Ⅱ线宽压窄测量数据 (39)
表4.5 不同精细度腔反馈时的线宽值 (41)
图目录
图1.1 激光稳频原理图 (3)
图1.2 基于高精细度F-P腔的PDH稳频技术试验原理图 (3)
图1.3 光栅反馈外腔半导体激光器原理图 (4)
图1.4 谐振腔光反馈压窄线宽原理简图 (5)
图2.1 激光光束注入谐振腔后可能产生的四种准直误差 (9)
图2.2 折叠腔光反馈压窄半导体激光线宽光路简图 (10)
图2.3 光反馈时激光耦合频率与自由运转激光频率的函数关系 (12)
图2.4 压窄线宽与反馈率的关系 (14)
图2.5 腔镜反射的光场与外部反馈光场的相位关系 (15)
图2.6 不同相位时频率变化的图示 (16)
图2.7 不同镜面反射率的F-P腔干涉仪透过曲线 (18)
图2.8 F-P腔干涉仪测量线宽图示 (18)
图3.1 折叠腔光反馈压窄半导体线宽的实验结构简图 (20)
图3.2 折叠型光学谐振腔结构示意图 (21)
图3.3 双异质结F-P型LD结构示意图 (22)
图3.4 半导体激光器内部结构示意图 (22)
图3.5 驱动电路原理图 (23)
图3.6 温度控制芯片原理图 (23)
图3.7 相位控制电路流程示意图 (24)
图3.8 折叠腔Ⅰ的腔衰荡信号 (26)
图3.9 折叠腔Ⅱ的衰荡信号 (27)
图3.10 折叠腔Ⅱ的衰荡信号及对衰荡信号的拟合曲线 (27)
图3.11 波长计测量激光二极管输出激光中心波长 (28)
图3.12 激光中心波长随时间变化曲线图 (29)
图3.13 高精细度F-P腔干涉仪线宽测量 (30)
图4.1 窄线宽稳频半导体激光实验系统原理图 (31)
图4.2 扫描谐振腔的腔长时腔的透射信号 (32)
图4.3 谐振腔透射信号 (33)
图4.4 有无光反馈时F-P腔干涉仪的信号对比 (33)
图4.5 F-P腔干涉仪测量输出的线宽 (34)
图4.6 弱反馈时线宽随反馈率的变化 (35)
图4.7 扫描反馈光相位时的谐振腔透射信号 (36)
图4.9 相位锁定后谐振腔透射信号 (37)
图4.10 有无相位控制时腔透射信号的对比 (38)
图4.11 无主动相位控制时线宽变化 (39)
图4.12 F-P腔干涉仪测量输出的线宽 (40)
图4.13 激光幅度噪声 (40)