用于光纤频率传递的光纤稳频激光器研究

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1、圆幽密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文指导教师：二。一三年五月ByJingLiangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofElectronicsandCommunicationEngineeringNationalTimeServiceCenter，ChineseAcad

2、emyofSciencesMay,2013致谢光阴荏苒，岁月如歌，三年前初次来到西安到现在竟不觉己近三年，回望这三年走过的路，无数的场景犹历历在目，这必将会是我人生中难以忘怀的一段时光。首先由衷的感谢我的导师刘涛研究员，在他不倦的教诲和无微不至的关怀下，让我学到了丰富的实验技巧知识，他广博的见闻开启了我对科研工作认识。在他的引导下，让我能够顺利的开展自己的研究工作，他对待科研一丝不苟的钻研态度和对待新知识的学习精神深深的感染和影响了我。感谢张首刚研究员，在他不懈的努力和带领下，实验室的科研工作能够顺利开展进行，为量子频标研究室的发展注

3、入了不尽的动力，张老师严谨的科研态度和独特的科学视角使我深受影响。同时还要感谢董瑞芳研究员、姜海峰研究员、常宏研究员、刘海峰研究员、梁双友正高级工程师，他们扎实的理论功底、丰富的科研经验，让我受到了很多的启发，眼界变得更加开阔。感谢高静师姐、刘杰师兄，是他们带领我进入实验室，在实验上给了我极大的帮助和指导，也解决了我很多理论上的困惑，受益颇多。感谢实验室许冠军师兄、侯飞燕师姐、权润爱师姐、张林波同学、白云同学，他们在我的实验和学习过程中提供无私的帮助。感谢张羽同学在学习科研过程中，和我进行的有益的讨论，让我得以产生很多新的想法和认识。

4、感谢皇甫江同学、辜新宇同学、林思佳同学、卢建福同学在生活上、学习上的关怀和帮助，让我在三年的研究生生活增添不少的欢乐，想到毕业即将告别，犹觉黯然神伤。感谢中科院高能所冯宇同学，在一年的北京学习时间里一起度过的愉快的时光，以及在我整个硕士研究生阶段给予我的人生启迪和帮助。感谢我的父母等家人，正是他们这些年来辛勤的操劳，让我能够在衣食无虞的情况下得以完成学业。他们无私的奉献与支持，让我能够用积极的态度来面对学习和生活，坚定了我战胜困难的信心。作者靖亮2013年5月摘要原子钟作为目前最精确的时间标准，在众多的领域得到了广泛的应用。由于原子钟

5、分布不是在同一个地方，为了精确的比对和评估原子钟的性能，需要高精度远距离的频率传递，通过光纤来进行光学频率传递是目前传递精度最高的方法，有着很好的应用前景。光纤激光器有着众多的优势，以它作为频率传递的光源，将会是理想的选择。目前，直接以光纤激光器来进行频率传递，其工作性能仍未达到进行光学频率传递理想的要求。这里介绍了所设计的一套包含光纤干涉仪的反馈环路来对激光器进行稳频，论文的主要工作包括：1．为了能够获得超低频率噪声的激光，通过理论的推导和实验的测量，对在光纤稳频激光器中的一些噪声进行了评估，并给出它们的表达式，除此之外，还讨论了噪

6、声产生的原因。2．介绍了光纤激光器反馈环路的设计过程，我们利用光纤不等臂干涉仪来将输入激光频率的波动反映为干涉仪输出的相位扰动，并且使光频段信号转化为射频段信号。由于光纤中存在有双折射，使激光在光纤中传播时，其偏振态会发生改变，我们采用带有了法拉第镜的麦克尔逊干涉仪，它能够补偿偏振态的改变。为了能够有效的对拍频信号进行探测，利用AOM来将频率移至高频，从而消除来自光电探测器的噪声的影响，并且还设计了一套频率合成器来提供合适的频移。设计了一个铝盒将光纤干涉仪放置其中，铝盒外附有海绵，并将铝盒置于抗震平台之上，我们还设计了PI控制器来对反

7、馈信号进行精细的调节，使光纤稳频激光器能够达到最优工作状态。关键词：频率传递，反馈，相位噪声，光纤干涉仪，PI控制器ABsTRACTAbstractNowadays，anatomicclock，asthemostaccuracytimestandard，iswidelyusedinmanyfields．Theadventoffrequencystandardbasedontheatomictransitionmakesfrequencythemostaccuratelymeasuredquantity,however,sincethe

8、atomicclocksarenotlocatedinthesameplace，SOinordertoaccuratelycompareandevaluatetheperformanceoftheatomicclock，