單塊非平面環(huán)形Nd-YAG激光器頻率控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著星間通信技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的微波通信方式逐漸難以滿足更高通信帶寬的要求。零差相干光通信技術(shù)作為未來(lái)星間通信的重要發(fā)展方向，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、通信距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在空間應(yīng)用中，特別是存在多普勒頻移的情況下，本振光和信號(hào)光的頻差達(dá)到GHz量級(jí)，為了捕獲信號(hào)光頻率，需要利用光鎖相技術(shù)使得本振光和信號(hào)光實(shí)現(xiàn)相位鎖定，這就要求本振激光器頻率穩(wěn)定并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速調(diào)諧。
　　針對(duì)上述要求，本論文以單塊非平面環(huán)形Nd:YAG激光器的

2、頻率控制技術(shù)為研究對(duì)象。主要內(nèi)容為：
　　1.研究了單塊非平面環(huán)形Nd:YAG激光器頻率控制的方法，通過(guò)對(duì)比選擇了壓電陶瓷調(diào)諧和溫度調(diào)諧兩種方式，并討論了它們的調(diào)頻原理；研究了單塊非平面環(huán)形Nd:YAG激光器功率和頻率穩(wěn)定的方法，并針對(duì)激光器頻率控制設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)。
　　2.設(shè)計(jì)了基于熱敏電阻探測(cè)溫度的高精度溫控系統(tǒng)以及泵浦源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)穩(wěn)定泵浦激光二極管和激光晶體工作狀態(tài)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了激光器輸出穩(wěn)定。對(duì)

3、設(shè)計(jì)的壓控恒流源的工作穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)泵浦激光二極管施加的電流為1.541A時(shí)，激光器輸出功率為247mW，測(cè)得激光1小時(shí)內(nèi)功率穩(wěn)定度為±0.2％。通過(guò)分別改變泵浦LD和激光晶體的溫度，得到了單頻激光器輸出功率隨泵浦LD和激光晶體溫度變化的關(guān)系曲線，當(dāng)泵浦LD溫度變化10℃，激光器最大功率改變?yōu)?5mW。在溫度調(diào)諧實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)使用精度為±0.01℃的溫控系統(tǒng)改變激光晶體溫度，當(dāng)激光晶體溫度從10℃變化到47℃，實(shí)現(xiàn)了激光頻率的大范圍調(diào)