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

1、大頻差可調(diào)諧雙腔雙頻固體激光器是合成波長絕對距離干涉測量系統(tǒng)的理想光源。在絕對距離干涉測量技術中，不僅要求合成波長具有合適的量值大小，而且要求合成波長具有較高的穩(wěn)定性，以提高測距精度。合成波長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)定技術研究具有重要的科學意義和應用價值。
　　本論文在綜述激光穩(wěn)頻技術研究現(xiàn)狀的基礎上，分析了雙腔雙頻固體激光器的結

2、構特點和工作原理，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，設計了基于正交解調(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鎖定在同一F-P參考腔的兩個不同諧振峰中心頻率處，從而穩(wěn)定雙頻激光的頻差大小。
　　針對傳統(tǒng)PDH穩(wěn)頻系統(tǒng)采用移相器所帶來的缺陷，設計了無移相器的正交解調(diào)PDH穩(wěn)頻方案，采用正交參考信號分別提取誤差信號的同相分量和正

3、交分量，再通過數(shù)字相敏檢波運算得到穩(wěn)頻誤差信號。
　　實驗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鑒頻實驗系統(tǒng)，鑒頻系統(tǒng)的線性動態(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鑒頻誤差信號反饋調(diào)節(jié)F-P參考腔的腔長，使F-P腔諧振頻率實時跟蹤單頻固體激光器諧振頻率的變化，實驗得到了預期的頻率跟蹤效果，頻