雙腔雙頻固體激光器正交解調(diào)PDH穩(wěn)頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、大頻差可調(diào)諧雙腔雙頻固體激光器是合成波長(zhǎng)絕對(duì)距離干涉測(cè)量系統(tǒng)的理想光源。在絕對(duì)距離干涉測(cè)量技術(shù)中，不僅要求合成波長(zhǎng)具有合適的量值大小，而且要求合成波長(zhǎng)具有較高的穩(wěn)定性，以提高測(cè)距精度。合成波長(zhǎng)的量值大小取決于雙頻激光器的頻差大小，要保證合成波長(zhǎng)的穩(wěn)定性，就必須保證雙頻激光器的頻差穩(wěn)定性。因此，開展雙腔雙頻激光器頻率穩(wěn)定技術(shù)研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文在綜述激光穩(wěn)頻技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了雙腔雙頻固體激光器的結(jié)

2、構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，介紹了傳統(tǒng)Pound-Drever-Hall（PDH）穩(wěn)頻系統(tǒng)的組成和工作原理及特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于正交解調(diào)原理的雙腔雙頻固體激光器PDH穩(wěn)頻方案，采用正交解調(diào)PDH穩(wěn)頻方法，將直線腔和直角腔諧振頻率同時(shí)鎖定在同一F-P參考腔的兩個(gè)不同諧振峰中心頻率處，從而穩(wěn)定雙頻激光的頻差大小。
　　針對(duì)傳統(tǒng)PDH穩(wěn)頻系統(tǒng)采用移相器所帶來(lái)的缺陷，設(shè)計(jì)了無(wú)移相器的正交解調(diào)PDH穩(wěn)頻方案，采用正交參考信號(hào)分別提取誤差信號(hào)的同相分量和正

3、交分量，再通過(guò)數(shù)字相敏檢波運(yùn)算得到穩(wěn)頻誤差信號(hào)。
　　實(shí)驗(yàn)研究了單腔單頻固體激光器正交解調(diào)PDH鑒頻特性及頻率跟蹤特性。建立了1064nm單頻固體激光器正交解調(diào)PDH鑒頻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，鑒頻系統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)范圍約為8.39MHz，鑒頻靈敏度為24.4mV/MHz，并分析了影響鑒頻靈敏度的主要原因；將正交解調(diào)PDH鑒頻誤差信號(hào)反饋調(diào)節(jié)F-P參考腔的腔長(zhǎng)，使F-P腔諧振頻率實(shí)時(shí)跟蹤單頻固體激光器諧振頻率的變化，實(shí)驗(yàn)得到了預(yù)期的頻率跟蹤效果，頻