780 nm对应着Rb原子的D2跃迁谱线,780 nm单模窄线宽可调谐外腔半导体激光器在铷原子钟中,起着抽运泵浦Rb原子的作用。国家授时中心量子频标研究室承担了新型星载Rb原子钟的开发和研制任务,需要研制单模窄线宽的可调谐半导体激光器。本文就780nm单模窄线宽可调谐外腔半导体激光器进行了多方面的实验研究。本文首先介绍了半导体激光器的调谐原理等基本理论;接下来根据我室现状及承担科研任务的要求,分析了半导体激光器压窄线宽原理和两种半导体激光器光栅外腔反馈结构的特点,确定了采用Littrow光栅外腔反馈结构的选择方案;并对780nm半导体激光器的整个光路设计、机械设计、电路设计及实现进行了详细的说明。随后,是本论文的实验部分。对激光器电学部分如自制电压源、电流源、温控模块等研制方案及电路框图进行了介绍,给出了测试数据和数据分析结果;激光器的光学部分是本文的重点,实验上对光学性能如波长、光斑质量、荧光信号、拍频信号等进行了测试和分析,激光器的波长为780nm,频率稳定度10-9;对整机性能进行了测试,如电流、波长、功率、温度等之间的相互关系。在硕士论文工作期间,还参加了波长计的研制工作。介绍了基于迈克耳逊干涉原理的波长计的设计思想、光路布局及各部分的研制情况等,实验上利用自制的波长计分别对He-Ne的红光、绿光以及自制半导体激光进行了波长测试,并和进口波长计(HighFiness生产的WS-6型波长计)的波长测试结果进行了对比。实验结果显示所研制的波长计在测量范围、准确度、稳定性方面已经达到了国外产品的性能水平。