實(shí)驗名稱(chēng):壓縮光的F-P腔測量實(shí)驗
測試設備:電壓放大器、信號發(fā)生器、示波器、激光器、探測器等。
實(shí)驗過(guò)程:
圖1:左為F-P腔實(shí)物圖,右為F-P腔結構圖(1.壓電陶瓷,2.凹面對1064nm波長(cháng)高反鏡,3.膠木,4.紫銅,5.珀爾帖元件,6.螺旋微調塊,7.對1064nm波長(cháng)增透鏡,8.鋁殼,9.殷鋼) 在壓縮光實(shí)驗中,多處使用頻率穩定性高的控溫F-P腔。圖1左側和右側所示分別為控溫F-P腔的實(shí)物圖和結構圖。實(shí)驗中,使用的溫控儀,可輸出3.7V的直流信號控制珀爾帖元件,實(shí)現加利用F-P腔內部的珀耳帖元件和熱敏電阻,把F-P腔的溫度控制在25℃左右。當熱敏電阻監測到F-P腔內溫度低于25℃時(shí),控溫儀就會(huì )輸出電壓,珀爾帖元件開(kāi)始加熱;當溫度達到25℃時(shí),控溫儀就會(huì )停止供電,珀爾帖元件停止加熱。溫控F-P腔控溫范圍為0~100℃,控溫精度±0.1℃。
圖2所示為F-P腔的監測光路圖。激光器輸出波長(cháng)為1064nm的紅外光經(jīng)過(guò)透鏡F1準直為近似平行光后,經(jīng)過(guò)分束器(H1和G組成)和透鏡F2后進(jìn)入F-P腔。光電二極管D將接收到的光信號轉換為電信號,通過(guò)示波器實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。
圖3:左側:探測器 電路,右側:F-P腔透射曲線(xiàn) 實(shí)驗所用的光電二極管電路連接如圖3左側所示。信號發(fā)生器產(chǎn)生20Hz的鋸齒波信號,由電壓放大器放大至180V左右,驅動(dòng)壓電陶瓷。圖3右側是示波器上顯示的F-P腔透射峰。當外界因素影響激光器輸出穩定性時(shí),透射譜線(xiàn)將發(fā)生漂移。因此,可以利用F-P腔對激光器輸出穩定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。
實(shí)驗結果:
在壓縮光實(shí)驗中,多處用到了諧振腔,并且諧振腔的長(cháng)度是可調節的。為了檢查諧振腔是否裝調好,我們也是通過(guò)估測其實(shí)際精細度的方法來(lái)實(shí)現的。圖4是實(shí)驗用到的一個(gè)諧振腔透射譜,(a)圖為加載的三角波信號上升電壓對應的透射譜,(b)圖為加載的三角波信號下降電壓對應的透射譜。我們把加載的三角波信號和透射信號同時(shí)用示波器顯示出來(lái),便于我們實(shí)時(shí)測算和調節。
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