文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
用于倍频蓝光的窄线宽半导体激光器及其控温电路的设计
姓名:苏展
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:王波波;李文博
20061201
中文摘要控制工程中技术成熟和应用广泛的方案,并且采用了齐格勒——尼柯尔斯整定规摘要:本论文内容是研制了用于倍频蓝紫光的单模稳频,可调谐的窄线宽光栅外腔半导体激光:器,设计并实现半导体激光器的控温电路。波长为有通过倍频暮焱饧す狻半导体激光器由激光器底板、激光管组件、准直透镜组件和光栅组件四部分组成。经过精密控制电流和温度,利用光栅反馈可以使激光具有单纵模输出,外腔的引入还使输出光的谱线宽度得以充分压窄。在对研制的半导体激光器的特性进行测试中,发现其单模输出功率稳定,阈值变小,波长可调谐,谱线宽度为獻左右。在精密控温电路中,主要采用了庵则对缏凡问辛松瓒ǎ钪沾永砺凵虾褪导鲜迪至硕园氲继寮す馄鞔范围,快速响应和高稳定性的温度控制,保证了温度控制的准确性。本文将在正文部分对以上设计的原理、过程、电路图、实验数据及其结果做详细的分析、推导、记录和必要说明,望审阅及阕读本论文的老师和同学提出宝关键词:激光技术;外腔光反馈;单纵模;窄线宽;半导体激光器;控温电路;远鹘谙低常齐格勒——尼柯尔斯整定规则韭塞銮适太堂亟±堂焦鹑虫塞翅垩的激光在钙原子光频标中有着重要的应用,目前为止,获得す獾氖侄沃贵意见。
畁;韭立銮通盔堂亟±堂焦鹑鯽..△垦鱣,,、琺;飍;籥:.,,琁,;;
致谢北京大学信息科学技术学院副院长陈徐宗教授和陈景标副教授对于我的科研本论文的工作是在我的导师王波波老师和中国科学院物理研究所的沈乃徵老师的悉心指导下完成的,王波波老师和沈乃徵老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来王波波老师和沈乃徵老师对我的关心和指导。李文博老师在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向李老师表示衷心的谢意。工作提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所的齐相辉、熊炜、袁杰、邓科、于闯等同学对我的研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。还要感谢我的室友陈恩光和王智宏给我的支持和鼓励。另外也感谢我的家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
序现代激光稳频率技术是一项集激光物理,激光技术,电子学和计算机控制于一身的综合性工程技术,追溯其发展的历史并不很长。碘的ズ臀掌椎奈频最早可以追溯到年,,获得了±以上的频率稳定度。此后,随着电子技术的发展,各种稳频方法相继问世。目前常用的有:兰姆凹陷稳频,塞曼效应稳频,双纵模激光稳频和饱和吸收稳频等。兰姆凹陷稳频,在工业技术上的应用最为广泛,其频率稳定度约考叮聪中越鑫#应稳频和双纵模激光稳频的频率稳定度最高约为考叮聪中越量级。这三种方法的共同特点就是利用激光工作物质本身谱线作参考,易受放电管工作不稳定等因素的影响,其频率稳定度和复现性不可能有很大改善。为了进一步提高激光频率,必须考虑:使用新的激光源和采用独立的分子或原子谱线作为参考进行稳频【。自年第一支半导体激光管问世以来,半导体激光器有了很大的发展。年代末,随着半导体激光介质制作工艺的改进工作和完善,半导体激光器的性能体积小,效率高,结构简单,价格便宜,便于调谐等优点,目前已经被广泛应用于激光光纤通信,激光印刷,激光唱机,激光测距,激光医疗等方面。另外在激光光谱,原子分子物理,量子频标,原子核物理等基础研究领域,半导体激光器越来越发其重大作用。半导体激光频率标准是半导体激光的重要应用之一。激光频率标准是将激光频率锁定于原子或分子的超精细能级间的稳定跃迁频率上,从而获得高精度的激光频率作为标准。目前光频标的最高不确定度为‘,对于一公里的长度其误差仅为纳米。随着高技术的发展和现代基础研究的深入,激光频标越来越显示其重要性。激光频标不但可用于长度的精密测量,而且在激光通讯,纳米计量,三维精密控制以及原子,分子结构的精密测量和能态的精密标定,物理基本常数的精密测量等方面有着广泛的应用。随着半导体激光器的日新月异的发展,利用得到了很大的提高,各种类型的新产品不断地涌入市场。由于半导体激光器具有
半导体激光作为光学频率标准的研究日益受到各国科学家们的重视,年纳米波段商用半导体激光管问世,许多发达国家的科学家纷纷开始了擅装导体激光频率标准的研究,该半导体激光具有输出功率高笥毫瓦,试验成功镣,可调范围大寤〉扔诺恪>荒甓嗟呐Γ壳稳频半导体激光的频率稳定度已经达到,可望达到导体激光频率标准将替代传统的氦氖激光频率标准涫涑龉β式鑫微瓦,调谐范围仅S捎诎氲继寮す馄德时曜荚谑涑龉β剩傻餍撤段У戎副攴面具有很多