基于PPLN晶体倍频技术的780 nm光纤激光器研究

论文摘要

原子干涉技术利用原子的波粒二象性（物质波）,通过激光操纵原子发生干涉而实现的高精度测量技术。本文所依托的原子干涉仪平台所需的控制激光为780 nm,要求光束质量好、功率无抖动、频率稳定且长期频漂小,工作状态不易受环境影响等。本文选用分布式反馈（Distributed Feedback,DFB）激光器产生1560 nm激光经过周期极化铌酸锂（Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN）晶体倍频至780 nm的方案,实现了激光系统的研制,本文主要研究内容如下:1)阐述激光产生的基本原理。激光器产生激光需要同时满足三个条件:粒子数反转、光学谐振腔和增益介质。其中,粒子束反转表示处于高能级的原子多于低能级原子;光学谐振腔能够多次反射激光;增益介质可以增大激光功率。2)基于PPLN晶体倍频技术的780 nm光纤激光器的理论研究。频率为ω的基频光发生倍频的过程可以分为两步:首先产生频率为2ω的极化波。第二步,能量从极化波转换到频率为2ω倍频光。为了使两者之间能量实现有效转换,基频光与倍频光需要满足准相位匹配条件。3)搭建1560 nm激光倍频至780 nm的试验系统。分布式反馈激光器作为种子光源,产生20 mW的1560 nm种子光,再通过掺铒光纤放大器（Erbium-doped Fiber Amplifier,EDFA）放大至8 W,聚焦进入PPLN倍频晶体进行准相位匹配,最后得到1.2 W的780 nm激光。4)设计PPLN晶体温控系统。PPLN晶体由导热性能优良的黄铜夹持,通过热敏电阻采集温度信息,反馈回PID控制器,控制器将采集的信息与设定值进行对比,调节热电制冷器的输入电流,进而改变PPLN晶体温度,实现闭环控制回路。系统温控范围为-14.7℃105.0℃,温控精度为±0.005℃。5)为了验证所得780 nm倍频激光器具有一定的波长可调谐范围,搭建铷原子饱和吸收光路,获得饱和吸收光谱,证明所得倍频激光器的波长以及功率符合冷原子干涉仪系统的要求。6)通过调制转移光谱技术（Modulation Transfer Spectroscopy,MTS）对所设计激光器进行稳频。相对于对激光器采用隔振、控温等被动措施,主动稳频技术的反馈控制系统能够主动抵消激光频率的变化,从而达到压窄激光线宽的目的。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李贝贝

导师: 张翠平

关键词: 光纤激光器,倍频,准相位匹配,稳频

来源: 太原理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 太原理工大学

基金: 太原理工大学机械与运载工程学院和清华大学精密仪器系的合作项目“大通量冷原子束源的设计”

分类号: TN248

总页数: 76

文件大小: 3022K

下载量: 195

相关论文文献

• [1].中国首台2万瓦光纤激光器正式装机将打破美国禁运[J]. 现代焊接 2016(12)
• [2].基于专利价值度视角的光纤激光器产业竞争态势分析[J]. 中国发明与专利 2020(01)
• [3].光纤激光器在金属增材制造中的应用进展及展望[J]. 中国激光 2020(05)
• [4].脉冲光纤激光器专利技术发展分析[J]. 现代信息科技 2020(12)
• [5].脉冲光纤激光器的专利技术综述[J]. 科技视界 2020(24)
• [6].5.1kW光电控一体式单模光纤激光器[J]. 中国激光 2020(08)
• [7].脉冲光纤激光器典型专利分析及审查实践[J]. 科技经济导刊 2020(28)
• [8].基于嵌入式技术的光纤激光器优化控制系统设计[J]. 激光杂志 2019(06)
• [9].高功率光纤激光器研究进展[J]. 中国新通信 2019(17)
• [10].高功率连续光纤激光器技术发展概述[J]. 光纤与电缆及其应用技术 2019(05)
• [11].掺铥光纤激光器结构与特性研究[J]. 北京联合大学学报 2018(02)
• [12].光纤激光器中亮暗孤子对的传输特性[J]. 光学学报 2018(05)
• [13].基于优化神经网络的光纤激光器的最优设计[J]. 激光杂志 2017(02)
• [14].单频光纤激光器相位噪声的影响因素[J]. 红外与激光工程 2017(03)
• [15].首台2万瓦光纤激光器正式装机 打破国外技术垄断[J]. 中国设备工程 2017(01)
• [16].国产光纤激光器进入发展新阶段[J]. 锻压装备与制造技术 2017(04)
• [17].双频调制的单环铒光纤激光器的混沌产生和同步[J]. 长春理工大学学报(自然科学版) 2016(02)
• [18].全光纤激光器性能及主要技术介绍[J]. 信息技术与信息化 2015(04)
• [19].光纤激光器特种光纤最新进展及建议[J]. 功能材料信息 2015(03)
• [20].高功率光纤激光器及其在战术激光武器中的应用[J]. 激光与红外 2015(10)
• [21].浅析纳秒量级脉冲光纤激光器研究进展[J]. 科技展望 2015(24)
• [22].企业创新 不负东风抢先机[J]. 湖北画报(上旬) 2016(12)
• [23].γ射线导致的光子暗化对掺镱光纤激光器效率的影响[J]. 激光与光电子学进展 2020(01)
• [24].高功率连续波掺镱光纤激光器研究进展[J]. 中国光学 2020(04)
• [25].光纤激光器的发展现状研究[J]. 吉林化工学院学报 2018(11)
• [26].3μm波长Er:ZBLAN光纤激光器研究进展[J]. 光电工程 2019(08)
• [27].全国产化单纤高功率光纤激光器的研究[J]. 激光与红外 2018(03)
• [28].光纤和光纤激光器[J]. 科学 2018(02)
• [29].光纤激光器辐照性能实验研究[J]. 激光与光电子学进展 2018(06)
• [30].超快光纤激光器中的周期分岔研究进展(特邀)[J]. 红外与激光工程 2018(08)

标签：光纤激光器论文;  倍频论文;  准相位匹配论文;  稳频论文;