激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及原子相干光譜的動態(tài)特性研究.pdf

1、隨著科學理論和科研技術的進步以及深入的發(fā)展，激光器及其穩(wěn)頻系統(tǒng)和原子相干光譜的動態(tài)特性研究已經(jīng)進入了一個新階段。在激光技術、精密測量、量子技術等研究和應用領域，我們不僅需要激光器系統(tǒng)穩(wěn)定度要高，而且在測試過程中能時刻關注激光器頻率和原子相干光譜的動態(tài)過程，因此，動態(tài)特性的研究成為了測量系統(tǒng)性能的一項重要的工具。目前，國內(nèi)外許多研究小組已經(jīng)在這兩個方面做了大量卓有成效的工作，他們研究的范圍和內(nèi)容越來越深入，而且具有廣泛性。
　　本文

2、著眼于動態(tài)特性，在實驗上主要從兩個方面開展工作。一方面我們研究了ECDL半導體激光器及穩(wěn)頻系統(tǒng)的動態(tài)響應特性，主要借助外界調(diào)制信號（正弦波和方波）對激光器系統(tǒng)進行頻率調(diào)制，采集輸入調(diào)制信號和因調(diào)制信號導致激光器頻率變化的信號，利用FFT分析激光器系統(tǒng)頻率響應特性獲得系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性，以此來評價在實驗環(huán)境中激光器及穩(wěn)頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的響應帶寬。結果表明，用方波信號測量更快速和高效。同時，引入機械沖擊來分析激光器在特定環(huán)境的響應

3、特征，據(jù)此可針對性地設計和優(yōu)化系統(tǒng)閉環(huán)反饋參數(shù)使激光器能應用在較為惡劣的環(huán)境中。用FFT分析方法可以區(qū)分頻率間隔為0.008 Hz的兩個同時存在的正弦波調(diào)制信號，系統(tǒng)的頻率分辨率可達到0.002 Hz。
　　另一方面主要關注原子相干光譜的動態(tài)特性。首先，搭建了有原子氣室的諧振腔，當腔與原子和光場共振時原子發(fā)生Rabi分裂。我們將垂直方向的泵浦光與諧振腔耦合，Rabi分裂峰的頻率間隔和幅值隨泵浦光功率的增大而增大，同時，利用方波信號

4、控制AOM的開關來實現(xiàn)光的開關，當方波信號的頻率增大后，觀察透射譜的變化研究原子光譜的動態(tài)過程。此研究方法還可推廣到冷原子系統(tǒng)。在完成論文的過程中對冷原子系統(tǒng)進行了優(yōu)化和改進，我們將DL100激光器作為冷卻光和自制的ECDL激光器作為再泵浦光，利用光功率放大器來提高冷卻光的輸出功率，借助PBS將冷卻光和再泵浦光耦合到光纖中，將光纖輸出的激光分為三束進入由原子氣室和磁場構成的磁光阱中來獲得較多的冷原子。我們利用Labview軟件和NI67