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穩頻激光器系統中超穩腔的選擇

上海昊量光電設備有限公司 ? 2023-03-17 09:53 ? 次閱讀

PDH穩頻技術原理是激光器發出激光后,激光經過電光調制器對激光進行一個射頻電光的相位調制,經過調制后的信號,再經過一個PBS(偏振分束鏡)和一個波片((λ/4)進入我們的超穩腔與超穩腔進行諧振,反射出來的光再次經過偏振分束鏡和波片被反射到光電探測器中,然后對其進行相位解調后得到誤差信號,誤差信號通過混頻器以及低通濾波器進行處理后,得到的信號反饋到激光器的壓電陶瓷或其他響應部件進行補償頻率,最終實現激光器另一路激光輸出頻率的穩定。

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PDH穩頻技術的核心是通過光學超穩腔產生一個誤差信號,其核心部件就是光學超穩腔,超穩腔的性能直接影響了最終輸出的激光頻率的穩定性。所以光學超穩腔的選擇顯得尤為重要。

在為您的應用選擇理想的腔體設計時要考慮的因素包括線寬: 在穩頻激光器系統中,線寬越窄,激光的頻率越集中,輸出激光的頻率就會越穩定。所以超穩腔的線寬越窄越好。

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自由光譜范圍(FSR):相鄰兩個峰之間的間距。

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精細度:自由光譜范圍與線寬的比值即為精細度,精細度越高,波長的鎖定性越好,輸出激光頻率的穩定性就越好。

工作環境(溫度、振動)以及對于穩定性要求(包括短期和長期-可容忍的漂移程度)等,這些參數都會影響穩頻激光系統其輸出激光頻率的穩定性。

F-P腔:F-P腔其優點為充分利用工作物質,使光束在整個工作物質內振蕩,可用于大功率輸出脈沖激光器。此外,激光束在腔內沒有聚焦,在高功率激光器中不會擊穿或損傷光學元件,非常適合用來搭建超穩激光系統來用于光學研究和工業生產。

F-P超穩腔的腔類型自由光譜范圍FSR(GHz)應用&性能
圓柱腔體(10mm長,50mm直徑)1.5
原子物理中激光穩定的主力;用于線寬>50Hz
凹口腔體(100mm長,50mm直徑)1.5
用于線寬<50Hz;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15
凹口腔體(100mm長,100mm直徑)1.5
對于最低的加速度靈敏度;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15;加速度靈敏度<5×10-11/g
球形腔體(50mm直徑)3
用于需要腔體特別堅固的場合;可以做成光纖耦合,易于攜帶;加速度靈敏度~2×10-10/g
角錐腔體(25mm)6
用于需要小尺寸腔體的場合;可以做成光纖耦合;加速度靈敏度~2×10-10/g
200mm-300mm長750MHz/500MHz腔長可定制!
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