关于法珀标准具的激光稳频方法理论研究.pdfVIP

第36卷第12期 光子学报 V01．36No．12 2007年12月 ACTAPHOTONICASINICA December2007 基于法珀标准具的激光稳频方法理论研究 孙旭涛，陈卫标 (中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800) 摘 要：介绍了使用法珀(Fabry—Perot，FP)标准具作为频率标准的三种稳频方法，并且进行理论 分析，分别得出了各种方法的鉴频曲线．通过对鉴频曲线进行比较发现边频锁定技术具有斜率大、 信号强、控制范围广的优点，优于另外两种方法，是一种理想的激光稳频技术． 关键词：激光稳频；偏频锁定技术；导数谱稳频技术；边频锁定技术 4 4213(2007)12—2219 中图分类号：TN248．1 文献标识码：A 文章编号：1004 0 引言 激光具有良好的单色性和相干性，因此在精密 计量、光通信、光频标、高分辨率光谱学等领域中得 到了广泛的应用．在激光通信中，为了提高接收灵 敏度，一般采用相干的外差接收方法，激光频率的稳 定与否将直接影响接收的质量．所以不仅要求激光 图l 偏频锁定技术的实验框图 器实现单频输出，而且还要求激光频率稳定． Fig．1Schematicoffringe—lockingtechnique 激光稳频问题，其关键之一在于选取一个稳定 的参考频率标准．方法一般有：1)以增益曲线作为 多 4 标准稳定激光频率，但很难达到很高的稳定度；2)利 用塞曼效应或斯塔克效应稳定激光频率[1]，稳定度 多 可达10；3)利用分子原子吸收谱线稳定激光频 率『2。3]，频率稳定度可高达1013～10_14，但谱线的 频率覆盖范围有限，限制了这种方法的使用；4)利用 图2 偏频锁足原理 The of 光学元件稳定激光频率，主要元件是法珀标准 Fig．2 theoryfringelockingtechnique 图．在偏频锁定技术中，鉴频信号的产生时利用其透 具[4书]，优点是不受波段的限制，而且随着光学加工 过曲线的最大斜率点做参考频率，通常选用透射光强 技术的发展，法珀标准具可以得到很高的精细度，文 最大值的一半所对应的频率作为频率标准，利用另一 献[6]中报道的共焦FP标准具隔离器采用UI，E材 束激光构成差分系统消除激光器的功率起伏带来的 料制成，自由光谱范围为514MHz，精细度高达 影响．这样激光频率的变化会引起透射光强的变化， 55000，透射谱带宽不到10kHz，并且悬挂在真空 通过测量能量变化，反馈到激光器来保持透射光强为 容器中，减少温度、声音、及震动带来的影响，是理想 定值，维持频率稳定．这种方法长期稳定度可