【摘 要】
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单频窄线宽高频率稳定的激光器在激光冷却原子实验、原子频率及时间标准、激光光谱与计量等领域具有广泛的应用.因此研究激光器的稳频技术具有十分重要的学术意义和实用价值.传统的稳频技术需要对激光频率或者参考谱线进行调制,然后对两者进行比较获取交流误差信号,再进行反馈控制以稳定激光频率.这种调制的激光稳频方式往往会造成激光线宽展宽、功率被调制等负作用,同时还需要复杂的调制解调电路,从而限制频率稳定性能的进一
【机 构】
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中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800
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单频窄线宽高频率稳定的激光器在激光冷却原子实验、原子频率及时间标准、激光光谱与计量等领域具有广泛的应用.因此研究激光器的稳频技术具有十分重要的学术意义和实用价值.传统的稳频技术需要对激光频率或者参考谱线进行调制,然后对两者进行比较获取交流误差信号,再进行反馈控制以稳定激光频率.这种调制的激光稳频方式往往会造成激光线宽展宽、功率被调制等负作用,同时还需要复杂的调制解调电路,从而限制频率稳定性能的进一步提升,并限制其应用的范围.因此,近年来无调制激光稳频技术获得了广泛的重视,如DAVLL方法和偏振光谱方法.但是这些方法要么需要强的磁场,要么系统性能对于光路调整和振动极其敏感.本文实现了两种新的无调制稳频技术,一是基于Sagnac干涉效应和原子吸收共振峰处的色散特性,结合Sagnac干涉技术和饱和吸收光谱技术来得到误差信号并用来稳频；另一种则利用偏振旋转光学反馈技术和饱和吸收光谱技术来获取误差信号并稳频.将前者应用到外腔半导体激光器中,使其频率波动从8MHz降低到了0.5MHz；后者应用到DFB半导体激光器中,使其频率波动从800MHz降低到了12MHz,同时线宽也从24.6MHz压窄到5.75MHz.两种技术都使用了饱和吸收光谱技术,使得参考谱线线宽更窄,稳频精度更高,同时都不需要对激光频率或者参考谱线进行任何调制,使得系统的抗干扰能力和稳健性大为提升.
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