激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学,激光频率的稳定与否将直接影响测量的精度和接收的质量,为此控制和抑制激光频率的波动就成为激光应用技术的一个重要分支。本文设计并研究了基于乙炔吸收方法的激光稳频系统,理论和实验证明:其频率稳定度有明显的改善。具体内容包括:首先,研究了激光稳频的原理与方法。阐述了谐振腔空间模的结构与频谱,分析了增益系数和输出功率两者之间的关系,给出了频率稳定性和复现性的定义,介绍了频率稳定度测量的方法,并分析了影响其稳定性的因素;阐述了几种常见的激光稳频方法并做了简单的对比;重点分析了分子饱和吸收稳频原理,分析了谱线的宽度与线型以及如何选择吸收介质。其次,设计了完整的激光稳频系统。该系统选用乙炔气体作为吸收介质,采用分子饱和吸收稳频的方法进行稳频,详细阐述了其稳频的原理;介绍了光纤光栅外腔半导体激光器的工作原理及如何用光纤光栅实现选模,由公式推导计算出系统中光纤光栅外腔半导体激光器的参数;通过对比几种典型的吸收气室,根据气室设计的原则设计了适合本系统的吸收气室;分析了光纤在系统中各个部分如何连接耦合;阐述了系统中所用检测器件的工作原理、指标要求、性能参数等。最后,具体介绍了激光稳频系统的实验研究。分析了影响光纤光栅外腔半导体激光器稳定性的因素,并做了仿真分析;研究了系统中光纤的链路损耗,给出了测试的结果;同时对稳频系统进行了调试,比较了稳频前后的光谱图;讨论了实验结果并分析了实验产生误差的原因。