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超穩腔與超穩激光器淺介

發布時間:2022-10-21 11:44:51 瀏覽量:3784 作者:charlie

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超穩腔與(yu) 超穩激光器淺介


現代光學實驗中需要頻率非常穩定,線寬非常窄的激光。超穩腔可以幫助實現這樣的目的。超穩腔通過把激光頻率的穩定性轉化到腔長的穩定性上。鎖定在法布裏-珀羅腔共振上的激光器可以在許多国产成人在线观看免费网站中用作振蕩器。法布裏-珀羅腔的共振頻率v由


ν = nc /2L


其中n是一個(ge) 整數,c是光速,L是腔的長度。因此,腔穩定激光器的頻率關(guan) 鍵取決(jue) 於(yu) 腔的長度。溫度的變化,在腔內(nei) 耗散的光功率和機械力,都有助於(yu) 腔長度的變化。要使用空腔來穩定頻率,必須保持其長度恒定。這是通過降低外部幹擾和使腔體(ti) 本身對這種幹擾不那麽(me) 敏感來實現的。法布裏-珀羅腔由一個(ge) 墊片和卡在墊片兩(liang) 端的兩(liang) 個(ge) 鏡子組成。為(wei) 了有一個(ge) 非常穩定的頻率參考,反射鏡由相同的材料製成(具有比較低的熱膨脹係數)作為(wei) 間隔,並在兩(liang) 端光學接觸。迄今為(wei) 止比較成功的材料是ULE(超低膨脹率玻璃),它在室溫下具有熱膨脹係數(~1 × 10−8K−1)。亞(ya) 赫茲(zi) 線寬激光器是通過將它們(men) 的頻率鎖定在這樣一個(ge) 腔的模式上來構造的。

 

一個(ge) 超穩腔實現穩頻通常主要由如下部件構成

1.F-P腔,腔兩(liang) 麵裝有ULE(超低膨脹玻璃)

2.真空室,容納F-P腔,給腔創造真空條件,這樣ULE腔所處的溫度才可以降到很低

3.離子泵,抽真空室,形成真空條件

4.溫度控製器,檢測和調節溫度

5.PDH穩頻模塊,搭好的PDH 穩頻光路。


這些器件相互配合在一起,通過穩定腔長達到穩定激光頻率的目的。


基於(yu) 超穩腔我們(men) 可以自己搭建穩頻係統,當然也可以使用搭建好的一套係統,SLS提供完整的穩頻激光器係統。參考的參數如下(當然可以定製各種參數,不限於(yu) 這種)如果您有相關(guan) 的需要,可以與(yu) 我們(men) 昊量光電設備有限国产黄色在线观看聯係。


我們(men) 可以定製波長,不限於(yu) 1530-1565nm的波長,輸出功率也可以做到10-80mw之外功率。比如5mW和100Mw,阿倫(lun) 方差可以小到負16次方量級,當然這一切都取決(jue) 於(yu) 實際需要。



在這張圖中解釋下阿倫(lun) 方差這個(ge) 參數:

 Allan方差(阿蘭(lan) 方差或阿倫(lun) 方差)則是將誤差序列在某個(ge) 指定的時間尺度上的波動情況進行精確提取,其具體(ti) 計算步驟如下:

1.      將整段誤差序列按照你感興(xing) 趣的時間尺度的長度(例如1分鍾)進行分塊;

2.      每塊求平均值;

3.      相鄰塊的平均值求差;

4.      將所有差值進行統計,得到其均方值,並乘以1/2。


這樣就得到了對應於(yu) 這個(ge) 塊長度(1分鍾)的Allan方差值。(具體(ti) 過程見下圖)



另外有些人會(hui) 關(guan) 心穩頻的波長與(yu) 線寬之間有何關(guan) 係


線寬的表征單位可以用Hz與(yu) nm來表示。Hz和nm的換算關(guan) 係如下:

頻率:v,光速:c,波長:λ


由以下關(guan) 係:

(1)c=v*λ

(2)△v=c/(λ*λ) *△λ

(3)△x=c/△v


其中△v為(wei) 用Hz表示的線寬,△λ為(wei) 用nm表示的線寬。


如:波長1550nm的SLS 1Hz穩頻激光器,線寬用頻率(Hz)表示為(wei) 1Hz,則換算成長度(nm)來表示為(wei) 8.008×10-12nm。

具體(ti) 計算過程如下:

△v=c/(λ*λ) *△λ

則1Hz=3×10e8m/s÷(1550nm×1550nm)×△λ

解得△λ=8.008×10-12nm


有些人用穩定的波長來表示穩定精度,有些用穩定的線寬來表示。這樣就可以相互轉化,明確兩(liang) 者的關(guan) 係。


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