基于飞秒激光频率梳偏移的干涉法实验研究

论文摘要

飞秒激光光频梳的干涉法研究是优化精密测量仪器,提高测量精度的重要依据。基于光频梳的干涉法研究,不仅实现了长度、时间和频率的统一,而且实现了高科技的精密测量。光频梳作为激光精密测量领域革命性的重大突破,将精密计量技术推至新的极致。其宽光谱、高稳定性等特性使其成为精密计量研究的强大工具,并且在时间频率标准传递、系外行星探测等方面具有开拓性的应用前景。为此,基于飞秒激光光频梳的干涉法在精密测量、宏微观等方面成为了国际国内的主流研究对象。鉴于飞秒激光光频梳的重要应用前景,本文在飞秒激光光频率梳的偏移及稳定性、测量误差等方面开展了实验研究,其主要研究内容如下:第一章:主要介绍了飞秒激光光频梳的发展历史背景,应用和研究意义。第二章:分析了飞秒激光光频梳原理及其传播特性,干涉仪中的色散介质对其偏移的影响的理论基础。第三章:介绍了飞秒激光光频梳的实验基础和实验中测量的光频梳偏移,偏移频率为68-83MHz内时,相对偏移频率为0.13-0.17.（本文的实验基础来自西伯利亚大学）。第四章:仿真分析了在干涉仪色散介质对飞秒激光光频梳偏移的影响。介绍了国内外该领域的研究状况,基于相关研究进行了理论和仿真分析,结果表明;决定光频梳偏移的统计误差为0.01,系统误差为0.1。其中引起统计误差和系统误差的基本因素就是干涉仪反射镜的色散介质和光频梳波前曲率和反射镜的对准、记录干涉条纹、反射镜的非平行调整等。第五章:主要讨论了干涉法绝对距离测量过程中飞秒激光光频梳波前曲率和衍射发散导致的测量误差。基于飞秒激光高斯光束模型分析了光频梳波前曲率和衍射发散对测量精度的影响。基于飞秒激光器、F-P干涉仪所组成的实验平台的数值模拟分析了波前曲率和衍射发散的影响。结果表明,探测器处在参考光束和测量光束的焦点和波前曲率最大值点时的测量误差最小。测量镜在一定范围内移动时,系统误差以上述范围特殊点的干涉仪的系统误差最大,此时的测量误差最小,光束腰宽度1mm左右时干涉条纹位移最小,测量误差也最小。第六章:对本论文进行了总结和展望。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 艾尼江·阿塔伍拉

导师: 阿不都热苏力

关键词: 飞秒激光光频梳,光频梳的传播,色散介质,光束波前曲率,光束腰

来源: 新疆大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,物理学,无线电电子学

单位: 新疆大学

分类号: TN24;O436.1

总页数: 50

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标签：飞秒激光光频梳论文;  光频梳的传播论文;  色散介质论文;  光束波前曲率论文;  光束腰论文;