高穩(wěn)定的ECDL系統(tǒng)及其動態(tài)特性研究.pdf

1、提高激光器系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究在激光技術(shù)、精密測量、量子信息等眾多科技前沿領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。通常實驗室需要保證激光器及其穩(wěn)頻系統(tǒng)至少在幾個小時內(nèi)有較好的穩(wěn)定性；如果面對環(huán)境更為惡劣的應(yīng)用技術(shù)研究和實際使用時，則需要將激光器的頻率穩(wěn)定幾十個小時或更長的時間，甚至應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境進(jìn)行針對性地設(shè)計和優(yōu)化。因此，獲得一個長期頻率穩(wěn)定的窄線寬激光光源非常重要。
　　實驗上選用了性能較好的整體腔ECDL半導(dǎo)體激光器作為研究對象，采用磁致二

2、色性激光穩(wěn)頻（Dichroic atomic vapor laser lock--DAVLL）的方法穩(wěn)頻；在ECDL激光器恒流源端口加一個固定幅值的正弦單頻擾動信號，通過記錄由飽和吸收譜經(jīng)相敏檢波得到的激光器頻率起伏，并經(jīng)快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform--FFT）可獲得系統(tǒng)對單一頻率的正弦電擾動的響應(yīng)，來研究激光器系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性。我們構(gòu)建的測量系統(tǒng)具有較高的頻率分辨率（經(jīng)實驗驗證可分辨激光頻率起伏的特征

3、頻率優(yōu)于0.2Hz的信號）。從而我們可以測得該閉環(huán)系統(tǒng)的諧振頻率，系統(tǒng)帶寬，阻尼比等性能指標(biāo)。實驗時對測試參數(shù)的選擇、閉環(huán)增益參數(shù)的量化等做了詳細(xì)的研究。根據(jù)穩(wěn)頻系統(tǒng)在不同閉環(huán)增益參數(shù)下的動態(tài)響應(yīng)特性，通過自動控制系統(tǒng)中成熟的理論模型，可以為選擇該系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)提供依據(jù)。
　　我們同時研究了在周期性的階躍信號（方波）的電流激勵下，獲得系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的方法。其結(jié)果能較好地與單頻正弦電流擾動吻合，這一方法大大的簡化了實驗過程，為研究