基于调制转移光谱的半导体激光器的稳频方法.pdf

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1、⑧论文作者签名：盈星重指导教师签名：垂避论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员S：际君；：≯}紫：霉《．皇．，‘‘I多浙江大学研究生学位论文独创性声明㈣删㈣㈣Y18938芝。彳本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得堂鎏盘堂一或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说

2、明并表示谢意。学位做储签名．僻最剪签字魄训年∥月2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝望盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位做储魏俾弛新躲签字日期：汐f／年多月2日签字日期：矽f7年多月嚷Y，l一拿警-．p。io“名矗气象眈。V◆一。燃溉一驽I．麓哮‘、矿¨熬罐。^n，e。，‘L’j卜=．t．，，“

3、-≯tt．，争．'_-．．L／致谢在求是园中的学习马上就要成为过去，不免有些感伤。但是在这期间，各位老师的幽默风趣，实验室师兄弟们的欢声笑语，西子湖畔的优雅明净，让我感受到自己的幸运，幸运的是能遇到这么好的团队，度过了这么难忘的生活。感谢林强老师，您身上的责任和热情深深感染着我，让我明白了在学术这条道路上还有很长的路要走。您渊博的专业知识，严谨的生活态度，夜以继日的工作作风对我影响很大，作为晚辈，我们始终应以您为目标督促自己不断努力迸取。感谢王兆英老师，本论文是在您悉心的指导下完成的，您身上时刻散发的活力和热情让我觉得您是那

4、么的幽默、和蔼可亲。生活上您是我们活泼可爱的大师姐，工作上您又是幽默风趣的人生导师，在这二者角色的互换上，您拿捏的游刃有余。感谢徐云飞老师，您严于律己、宽于待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在您的帮助下，我不仅掌握了基本的研究方法，而且还明白了很多待人接物与为人处世的道理。感谢韩顺利，王肖隆，程冰，陶天炯，张敬芳，李学砚等各位师兄师姐，由于你们的帮助使得我能这么迅速的融入实验室的大家庭；特别感谢程冰师兄在实验中给予的帮助；感谢郑丽玲和吴彬同学，和你们在一起做实验的日子总是充满着欢笑；感谢楚立，杨迎春，

5、陈忱，许翱鹏，孙亨利等各位师弟师妹们在生活与学习中的照顾；感谢杨国卿师兄，郭彬师兄，郑健师兄，杨爱林师兄，曹晓超师兄，童晓波同学，裘恩明同学，王启宇师弟，张丽芝师妹⋯⋯感谢我的家人，是你们一直在默默的支持我，使我在人生道路的行进过程中永远充满着力量。解晨雪2011年4月摘要近年来，激光冷却原子取得了迅速的发展。由于半导体激光器体积小，结构简单，效率高，因此在激光冷却原子实验中，其应用非常广泛。自由运转的半导体激光器频漂可达GHz量级，而激光冷却原子实验对激光的线宽、激光频率的精度要求很高，所以实验中需要对激光器进行稳频。稳频

6、的基本原理是：将激光器的频率锁定在某个极其稳定的参考频率上，如：原子或者分子的高稳定的特征跃迂谱线或者已经锁定的激光器等。通过光电探测器得到误差信号，一旦频率偏移参考频率时，则会将此信号通过PID(比例一积分一微分)进行反馈来控制激光器的电流以及光栅的压电陶瓷，将激光器的频率稳定到参考频率上。目前激光稳频的方法包括饱和吸收谱稳频，双色谱稳频，频率电压转换稳频，调频谱稳频，调制转移光谱稳频等等。我们采取调制转移光谱的方法得到的激光线宽约400kHz，与饱和吸收谱和双色谱稳频等方法相比，频率稳定性更好。基于塞曼效应，我们进一步利

7、用螺线管线圈对半导体激光器的频率进行了移频，最大移频量可达150MHz。第一章回顾了原子冷却技术的发展、半导体激光器的出现，概述了稳频的重要意义以及本文的研究背景、目的和主要内容。第二章介绍了实验中常用的半导体激光器的工作原理以及光栅反馈外腔式半导体激光器主要结构及其工作原理，对两种不同结构的激光器进行了比较。第三章介绍了实验室中常用的光栅反馈外腔式半导体激光器的稳频方法，包括饱和吸收光谱稳频，双色谱稳频、频率电压转换稳频，并且从原理与实验的角度对这几种稳频方法进行了比较，并给出了实验结果。第四章主要对调制转移光谱稳频实验中

8、用到的电光调制器进行了详细的描述(包括其结构、性能参数等)，另外介绍了电光调制的机制及电光效应。n第五章对调制转移光谱稳频的基本原理进行了较详尽的分析，将其与双色谱稳频进行了对比，对实验结果作了较详细的解释。而后又进行了移频，并对调制转移光谱进行了噪声分析。第六章总结全文，提出存在的不足之