PDH穩(wěn)頻技術(shù)原理是激光器發(fā)出激光后,激光經(jīng)過電光調(diào)制器對激光進行一個射頻電光的相位調(diào)制,經(jīng)過調(diào)制后的信號,再經(jīng)過一個PBS(偏振分束鏡)和一個波片((λ/4)進入我們的超穩(wěn)腔與超穩(wěn)腔進行諧振,反射出來的光再次經(jīng)過偏振分束鏡和波片被反射到光電探測器中,然后對其進行相位解調(diào)后得到誤差信號,誤差信號通過混頻器以及低通濾波器進行處理后,得到的信號反饋到激光器的壓電陶瓷或其他響應(yīng)部件進行補償頻率,最終實現(xiàn)激光器另一路激光輸出頻率的穩(wěn)定。

PDH穩(wěn)頻技術(shù)的核心是通過光學(xué)超穩(wěn)腔產(chǎn)生一個誤差信號,其核心部件就是光學(xué)超穩(wěn)腔,超穩(wěn)腔的性能直接影響了最終輸出的激光頻率的穩(wěn)定性。所以光學(xué)超穩(wěn)腔的選擇顯得尤為重要。
在為您的應(yīng)用選擇理想的腔體設(shè)計時要考慮的因素包括:線寬: 在穩(wěn)頻激光器系統(tǒng)中,線寬越窄,激光的頻率越集中,輸出激光的頻率就會越穩(wěn)定。所以超穩(wěn)腔的線寬越窄越好。

自由光譜范圍(FSR):相鄰兩個峰之間的間距。

精細(xì)度:自由光譜范圍與線寬的比值即為精細(xì)度,精細(xì)度越高,波長的鎖定性越好,輸出激光頻率的穩(wěn)定性就越好。
工作環(huán)境(溫度、振動)以及對于穩(wěn)定性要求(包括短期和長期-可容忍的漂移程度)等,這些參數(shù)都會影響穩(wěn)頻激光系統(tǒng)其輸出激光頻率的穩(wěn)定性。
F-P腔:F-P腔其優(yōu)點為充分利用工作物質(zhì),使光束在整個工作物質(zhì)內(nèi)振蕩,可用于大功率輸出脈沖激光器。此外,激光束在腔內(nèi)沒有聚焦,在高功率激光器中不會擊穿或損傷光學(xué)元件,非常適合用來搭建超穩(wěn)激光系統(tǒng)來用于光學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)。
| F-P超穩(wěn)腔的腔類型 | 自由光譜范圍FSR(GHz) | 應(yīng)用&性能 |
| 圓柱腔體(10mm長,50mm直徑) | 1.5 | 原子物理中激光穩(wěn)定的主力;用于線寬>50Hz |
| 凹口腔體(100mm長,50mm直徑) | 1.5 | 用于線寬<50Hz;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15 |
| 凹口腔體(100mm長,100mm直徑) | 1.5 | 對于最低的加速度靈敏度;熱噪聲極限;阿倫方差~1×10-15;加速度靈敏度<5×10-11/g |
| 球形腔體(50mm直徑) | 3 | 用于需要腔體特別堅固的場合;可以做成光纖耦合,易于攜帶;加速度靈敏度~2×10-10/g |
| 角錐腔體(25mm) | 6 | 用于需要小尺寸腔體的場合;可以做成光纖耦合;加速度靈敏度~2×10-10/g |
| 200mm-300mm長 | 750MHz/500MHz | 腔長可定制! |
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