超穩(wěn)腔與超穩(wěn)激光器淺介
現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要頻率非常穩(wěn)定,，線寬非常窄的激光,。超穩(wěn)腔可以幫助實(shí)現(xiàn)這樣的目的。超穩(wěn)腔通過把激光頻率的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化到腔長的穩(wěn)定性上,。鎖定在法布里-珀羅腔共振上的激光器可以在許多應(yīng)用中用作振蕩器,。法布里-珀羅腔的共振頻率v由
ν = nc /2L
其中n是一個(gè)整數(shù)，c是光速,，L是腔的長度,。因此，腔穩(wěn)定激光器的頻率關(guān)鍵取決于腔的長度,。溫度的變化,，在腔內(nèi)耗散的光功率和機(jī)械力，都有助于腔長度的變化,。要使用空腔來穩(wěn)定頻率,，必須保持其長度恒定。這是通過降低外部干擾和使腔體本身對這種干擾不那么敏感來實(shí)現(xiàn)的,。法布里-珀羅腔由一個(gè)墊片和卡在墊片兩端的兩個(gè)鏡子組成,。為了有一個(gè)非常穩(wěn)定的頻率參考，反射鏡由相同的材料制成(具有極低的熱膨脹系數(shù))作為間隔,，并在兩端光學(xué)接觸,。迄今為止最成功的材料是ULE(超低膨脹率玻璃)，它在室溫下具有熱膨脹系數(shù)(~1 × 10?8K?1),。亞赫茲線寬激光器是通過將它們的頻率鎖定在這樣一個(gè)腔的模式上來構(gòu)造的,。
一個(gè)超穩(wěn)腔實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻通常主要由如下部件構(gòu)成
1.F-P腔，腔兩面裝有ULE（超低膨脹玻璃）
2.真空室,，容納F-P腔,，給腔創(chuàng)造真空條件，這樣ULE腔所處的溫度才可以降到很低
3.離子泵,，抽真空室,，形成真空條件
4.溫度控制器，檢測和調(diào)節(jié)溫度
5.PDH穩(wěn)頻模塊,，搭好的PDH 穩(wěn)頻光路,。
這些器件相互配合在一起，通過穩(wěn)定腔長達(dá)到穩(wěn)定激光頻率的目的,。
基于超穩(wěn)腔我們可以自己搭建穩(wěn)頻系統(tǒng),，當(dāng)然也可以使用搭建好的一套系統(tǒng)，SLS提供完整的穩(wěn)頻激光器系統(tǒng),。參考的參數(shù)如下（當(dāng)然可以定制各種參數(shù),，不限于這種）如果您有相關(guān)的需要，可以與我們昊量光電設(shè)備有限公司聯(lián)系,。
我們可以定制波長,，不限于1530-1565nm的波長,，輸出功率也可以做到10-80mw之外功率。比如5mW和100Mw,，阿倫方差可以小到負(fù)16次方量級,，當(dāng)然這一切都取決于實(shí)際需要。
在這張圖中解釋下阿倫方差這個(gè)參數(shù)：
Allan方差（阿蘭方差或阿倫方差）則是將誤差序列在某個(gè)指D的時(shí)間尺度上的波動情況進(jìn)行精確提取,，其具體計(jì)算步驟如下：
1. 將整段誤差序列按照你感興趣的時(shí)間尺度的長度（例如1分鐘）進(jìn)行分塊,；
2. 每塊求平均值；
3. 相鄰塊的平均值求差,；
4. 將所有差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì),，得到其均方值，并乘以1/2,。
這樣就得到了對應(yīng)于這個(gè)塊長度（1分鐘）的Allan方差值,。（具體過程見下圖）
另外有些人會關(guān)心穩(wěn)頻的波長與線寬之間有何關(guān)系
線寬的表征單位可以用Hz與nm來表示。Hz和nm的換算關(guān)系如下：
頻率：v,，光速：c,，波長：λ
由以下關(guān)系：
（1）c=v*λ
（2）△v=c/(λ*λ) *△λ
（3）△x=c/△v
其中△v為用Hz表示的線寬，△λ為用nm表示的線寬,。
如：波長1550nm的SLS 1Hz穩(wěn)頻激光器，線寬用頻率（Hz）表示為1Hz,，則換算成長度（nm）來表示為8.008×10-12nm,。
具體計(jì)算過程如下：
△v=c/(λ*λ) *△λ
則1Hz=3×10e8m/s÷（1550nm×1550nm）×△λ
解得△λ=8.008×10-12nm
有些人用穩(wěn)定的波長來表示穩(wěn)定精度，有些用穩(wěn)定的線寬來表示,。這樣就可以相互轉(zhuǎn)化,，明確兩者的關(guān)系。對于定制設(shè)備參數(shù),，我們符合您的需求 - 我們喜歡挑戰(zhàn),！為此，我們與業(yè)內(nèi)一些的供應(yīng)商密切合作歡迎大家咨詢,。如果您對超穩(wěn)腔與超穩(wěn)激光器感興趣,，請?jiān)L問上海昊量光電的網(wǎng)頁查看更多超穩(wěn)腔與超穩(wěn)激光器系列產(chǎn)品
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