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實(shí)驗名稱(chēng)：穩頻技術(shù)研究 測試目的：激光穩頻技術(shù)選取一個(gè)穩定的參考頻率標準，當待鎖定的激光頻率偏離特定的頻率標準時(shí)，設法進(jìn)行鑒別并產(chǎn)生能反映這個(gè)偏差的誤差信號，然后將誤差信號通過(guò)伺服系統反饋給待鎖定的激光系統。常用的參考頻率標準大致可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是以原子分子的躍遷譜線(xiàn)中心頻率作為參考標準；一類(lèi)是以光學(xué)諧振腔（包括法布里-珀羅諧振腔（F-P腔）、模式清潔器、倍頻諧振腔、光學(xué)參量振蕩器等）的共振頻率作為參考標準。實(shí)現激光穩頻的方法有多種，如基于原子分子躍遷譜線(xiàn)的飽和吸收譜穩頻法、調制轉移光譜穩頻法、雙色譜穩頻法等；基于光學(xué)諧振腔共振頻率的PDH(Pound-Drever-Hall)穩頻法、Lock-in鑒相穩頻法、Tilt-locking穩頻法等。由于原子分子躍遷譜線(xiàn)的頻譜范圍有限，所以只能針對某些特定波長(cháng)的激光進(jìn)行穩頻，而基于光學(xué)諧振腔共振頻率的穩頻方法不受波長(cháng)的限制。 測試設備：高壓放大器、信號發(fā)生器、示波器PZT、激光探測器等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：基于模擬電路的自動(dòng)穩頻的結構示意圖，SG：信號發(fā)生器；Comp.：比較器Laser：激光器，OI：光學(xué)隔離器；EOM：電光相位調制器；PBS：偏振光束分束器；pticalCavity：光學(xué)腔；PD：光電探測器；LO：本地振蕩；PS：移相器；Mixer：混頻器；LF：低通濾波器；HVAmp.：高壓放大器 利用紅外激光器，激光器的波長(cháng)為1064nm，功率為1.3w。紅外光經(jīng)過(guò)光學(xué)隔離器防止反射光進(jìn)入激光器而影響激光器的正常工作，經(jīng)過(guò)電光調制器對光的相位進(jìn)行調制，然后進(jìn)入到光學(xué)腔(使用模式清潔器)，光學(xué)腔的反射光經(jīng)光電探測器探測得到電信號與調制信號在混頻器中混頻，再經(jīng)過(guò)低通濾波器得到誤差信號，誤差信號經(jīng)過(guò)自動(dòng)穩頻裝置，此裝置包括PI電路模塊和比較模塊，如果輸入的電信號和標準信號比較，輸入信號大于標準信號那么裝置自動(dòng)切換到鎖腔腔模式，同過(guò)高壓放大器來(lái)控制激光器的腔長(cháng)從而控制激光器的頻率，如果輸入信號小于標準信號，此時(shí)自動(dòng)掃描裝置對光學(xué)腔進(jìn)行掃描，利用光電探測器的輸出的電信號來(lái)判定對激光頻率是鎖定還是掃描，其自動(dòng)穩頻裝置結構示意圖如圖1所示。實(shí)驗結果： 圖2：自動(dòng)穩頻結果 如圖在PDH穩頻的基礎上，在反饋控制環(huán)路系統中增加了自動(dòng)穩頻裝置，另取一路光電探測器的輸出信號（VD）接入自動(dòng)穩頻裝置中，和自動(dòng)穩頻裝置中的參考信號（VR）進(jìn)行比較這里的參考信號可同過(guò)另外一路光的光電探測器提供（設置VR≥1/2VD），如果VD>VR，則PID自動(dòng)開(kāi)啟，接通PID和高壓放大器I，斷開(kāi)信號源和高壓放大器II，然后進(jìn)行PDH穩頻；如果VD接通信號源和高壓放大器II，即進(jìn)行掃描。自動(dòng)穩頻裝置能夠自動(dòng)檢測到系統是否處于鎖定狀態(tài)，如果失鎖，自動(dòng)穩頻裝置能夠自動(dòng)啟動(dòng)掃描功能，直到重新找到光學(xué)諧振腔的共振頻率進(jìn)而重新進(jìn)行激光穩頻。高壓放大器推薦：ATA-7020 圖：ATA-7020高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html |
