激光以其单色性好、相干性好、方向性好的特点,在工业、国防和科技等许多领域发挥着极其重要的作用,特别是在激光精密测量应用领域,随着测量精度要求的不断提高,对激光频率的稳定性也越来越高。但激光器的谐振频率易受到外界环境的影响而发生漂移,从而影响激光测量精度,所以必须采取主动稳频措施保证激光频率的高度稳定。本论文以F-P标准具选模双腔双频Nd:YAG激光器为稳频对象,采用腔内F-P标准具作为激光稳频基准,开展双腔双频Nd:YAG激光器激光稳频系统设计,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本论文的主要内容包括以下三部分:第一,综述了激光稳频技术的研究现状,介绍了基于F-P标准具选模原理的双腔双频Nd:YAG激光器系统组成和工作原理。在分析常用激光稳频方法的基础上,提出了 F-P标准具选模双腔双频Nd:YAG激光器稳频方案,即以激光腔内F-P标准具的透射峰谐振频率作为参考频率,通过给激光腔镜上的压电陶瓷管(PZT)施加小振幅音频正弦抖动信号,使激光腔长发生正弦周期性小抖动,从而引起激光输出功率产生正弦调制。当激光输出功率的调制频率是外部抖动信号频率的二倍时,激光频率恰好处于F-P标准具透射峰谐振频率处,激光器处于稳频状态;当激光输出功率调制信号与外部抖动信号同频时,激光频率处于F-P标准具透射峰谐振频率的左侧或右侧,通过设计的稳频控制电路反馈调节激光腔反射镜的位置,将激光频率调节到F-P标准具透射峰谐振频率处。设计两套独立的激光稳频控制系统,并同时稳定直线腔和直角腔Nd:YAG激光的谐振频率,即可实现双腔双频Nd:YAG激光器的频率稳定。第二,设计了用于双腔双频Nd:YAG激光器频率稳定的硬件电路系统,主要包括光电转换电路、可调直流电压源、DDS信号发生器、放大电路、选频电路、相敏检波电路和低通滤波电路。光电转换电路将激光器输出光信号转为电信号;可调直流电压源使激光器频率处于F-P标准具透射峰带宽内;信号发生器产生两路同频信号,一路作为调制信号加到激光器上,另一路作为相敏检波中的参考信号;放大电路对激光输出功率调制信号进行放大处理;选频电路滤除调制频率是外部抖动信号二倍频的激光输出功率信号;相敏检波电路对激光输出功率调制信号与抖动信号实现相乘处理;经相敏检波处理后由低通滤波电路输出一直流信号。应用Multisim软件仿真分析了各个单元电路的特性。第三,以1064nm单频Nd:YAG激光器为光源,设计并建立了实验系统以验证本论文所设计的激光稳频电路系统的可行性,验证实验结果表明,本论文所设计的激光稳频单元电路是可行的,为今后进一步开展双腔双频Nd:YAG激光器稳频技术研究奠定了较好的基础。