注入鎖定鈦寶石激光器的理論分析與優(yōu)化.pdf

1、連續(xù)可調(diào)諧、高功率、窄線寬的激光器，在激光雷達(dá)、高分辨率光譜學(xué)和激光冷卻與囚禁等研究中有著非常廣泛的應(yīng)用。尤其在原子光晶格鐘的實(shí)驗(yàn)研究中，急需高功率、窄線寬、頻率穩(wěn)定的激光源。而注入鎖定技術(shù)是獲取此光源的一種有效方法。為此，結(jié)合注入鎖定技術(shù)和鈦寶石激光器的優(yōu)勢，我們旨在實(shí)現(xiàn)高功率、窄線寬、頻率穩(wěn)定的注入鎖定鈦寶石激光源，為冷鐿原子光晶格鐘的實(shí)驗(yàn)研究提供三維光晶格光源。因此，相應(yīng)的理論研究和優(yōu)化分析成了冷Yb原子光晶格鐘課題的重要一部分。

2、
　　 在本文中，我們對注入鎖定鈦寶石激光器進(jìn)行了理論研究和優(yōu)化分析。理論上，以提高注入鎖定鈦寶石激光系統(tǒng)的輸出功率和頻率穩(wěn)定性兩方面為切入點(diǎn)，對其進(jìn)行了深入地研究和討論。首先，由注入鎖定激光器輸出功率取決于從激光器輸出功率的特點(diǎn)，我們利用數(shù)值方法詳細(xì)地分析了鈦寶石激光器各個(gè)參數(shù)與其斜面效率和閾值之間的關(guān)系，并將理論計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的已報(bào)道實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者吻合得很好，若將他們的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，其輸出功率可從3W提高至4

3、.12W。由此表明，以上的分析結(jié)果不僅清楚地指明了各個(gè)參數(shù)對輸出功率的影響，而且對類似縱向泵浦固體激光器的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作用。其次，為了提高注入鎖定激光系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，根據(jù)PDH穩(wěn)頻原理和相關(guān)的反饋控制理論，分析了穩(wěn)頻系統(tǒng)的兩套不同伺服反饋系統(tǒng)，從中確定最佳的伺服反饋系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定的注入鎖定鈦寶石激光系統(tǒng)。
　　 此外，本文從實(shí)驗(yàn)上，具體闡述了759nm注入鎖定鈦寶石激光系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的測量方案。根