半導體激光器的穩(wěn)頻穩(wěn)相以及在原子光學中的應用.pdf

1、半導體激光器以其體積小、壽命長、輸出波長可調、價格相對較低，并可采用簡單的注入電流的方式來泵浦等特點，在科學研究和工業(yè)領域均獲得了廣泛的應用。在量子光學領域中，激光與原子相互作用的研究越來越受到重視，其中用的最多的激光就是半導體激光器。例如，近年來得到迅速發(fā)展的激光冷卻和俘獲原子技術，其中的激光大部分都是半導體激光器。為了滿足這些應用的要求，人們提出了很多穩(wěn)定和改進半導體激光器的新方法和新技術，如：外腔式半導體激光器、錐形放大器等。隨著

2、冷原子物理的發(fā)展，出現了冷原子鐘、冷原子干涉儀等一些高精尖的應用。這些應用對于激光器的頻率穩(wěn)定性，線寬，位相穩(wěn)定性等性能提出了更高的要求。本文正是在這樣的背景下，選擇了半導體激光的穩(wěn)頻和穩(wěn)相技術及其在原子光學中的應用作為研究課題。以下是各章的主要內容：
　　 第一章簡要介紹了半導體激光器的結構、原理和工作特性；介紹了原子光學的發(fā)展以及近況；描述了目前原子光光領域十分熱門的冷原子干涉儀的發(fā)展歷程、現狀以及應用前景。分析了半導體激光

3、器在原子光學中的應用，闡述了在半導體激光器中實現穩(wěn)頻、穩(wěn)相的重要意義。
　　 第二章詳細地介紹了冷原子干涉儀的理論基礎、工作原理和實驗裝置結構。詳細地描述了我們目前正在研究的冷原子干涉儀的實驗方案和進展情況，包括真空系統(tǒng)的設計與加工、二維與三維磁光阱構建以及電子控制系統(tǒng)的研制。
　　 第三章對冷原子干涉儀所需的激光系統(tǒng)進行了詳細的研究，提出了相應的激光器的具體的技術指標的要求。根據這些技術指標，分析了現有的一些激光穩(wěn)頻、

4、穩(wěn)相的方法和技術的優(yōu)缺點，在此基礎上提出了一些改進的方法和途徑。提出相應的半導體激光器的穩(wěn)頻、穩(wěn)相以及移頻的方案。詳細介紹了相關設備的工作原理和構造，尤其是我們自行改進和創(chuàng)新的部分。
　　 第四章對相應的半導體激光器的穩(wěn)頻、穩(wěn)相以及頻率調諧的方案進行了實驗研究，自行制作了有關的實驗裝置，并對其進行了詳細的實驗測試與數據處理。具體分析了實驗裝置是否能夠滿足冷原子干涉儀的技術指標的要求，并且對不能完全滿足的技術指標提出了改進的的方案