稳频技术 激光器的稳频课件.pptx

会计学4.1激光器的稳频4.2影响频率稳定的因素1.温度变化的影响
环境温度的起伏或者是激光管工作时发热，都会使腔材料随着温度的改变而伸缩，以致引起频率的漂移，即又设测量中温度、气压及湿度的时间变化率分别为则引起激光波长的变动分别为机械振动也是导致光腔谐振频率变化的重要因素。如建筑物的振动、车辆的通行、声响等都会引起腔的支架振动,使腔的光学长度改变,导致振荡频率的漂移；为了减小温度影响，激光谐振腔间隔器多采用殷钢材料制成，但殷钢的磁致伸缩性质可能引起腔长的变化，如1.15μm波长的He-Ne激光器，仅由于地磁场效应可以产生140kHz的频移。因而地磁场效应和周围电子仪器的散磁场对于高稳定激光器影响必须加以考虑。图单频CO2激光器防震、恒温装置
1.激光器2.减震器3.石英玻璃管4.铅筒(外绕加热丝)实验证明，采用恒温度、防震装置后,CO2激光器的长期频率稳定度可达到10-7量级。但要提高到量级10-8以上，单靠这种被动式稳频方法就很难达到了，必须采用伺服（随动，servo)控制系统对激光器进行自动控制稳频，即主动稳频的方法。4.3稳频方法概述4.4兰姆凹陷法稳频
——利用原子谱线中心频率作为鉴别器进行稳频二.腔长自动补偿系统的方框图图4-10稳频原理图4-10稳频原理(1)稳频激光器不仅要求是单横模，而且还要求必须是单纵模。
(2)根据以上讨论可见，频率稳定性与兰姆凹陷中心两侧的斜率有关，斜率越大，误差信号就越大，因而灵敏度高，稳定性就越好。（一般要求兰姆凹陷的深度为输出功率的1/8）
(3)兰姆凹陷线型的对称性也影响频率的稳定性。（氖的不同同位素的原子谱线中心有一定频差。充普通氖气的氦氖激光器兰姆凹陷曲线不对称且不够尖锐,制作单频稳频激光器时应充以单一同位素Ne20或Ne22）。
(4)兰姆凹陷稳频是以原子跃迁谱线中心频率υ0作为参考标准的。（如果光强本身有起伏,特别是光强的起伏频率接近于选频频率,则无法实现稳频,因此,激光器的激励电源是稳压和稳流的。）从兰姆凹陷稳频方法可知，提高频率的稳定性和复现性的关键是如何选择一个稳定的和尽可能窄的参考频率。上述稳频方法是利用激光本身的原子跃迁中心频率作为参考点，而原子跃迁的中心频率易受放电条件等影响而发生变化，所以其稳定性和复现性就受到局限。为了提高频率的稳定性和复现性，通常采用外界参考频率标准进行稳频。图4-12饱和吸收法稳频的装置示意图通常利用分子的基态与振转能级间的饱和吸收进行稳频。由于其吸收较强,所以可在低气压下工作,碰撞线宽较小。并且由于分子的振转跃迁寿命长,自然线宽也小。因此可得到尖锐的反兰姆凹陷。同时,因为利用自基态的吸收跃迁,无须放电激励,所以频率复现性好。