第4章 激光的基本技術(shù)

1、第第4章章 激光的基本技術(shù)激光的基本技術(shù)(1)4.1 激光器輸出的選模激光器輸出的選模4.2 激光器的穩(wěn)頻激光器的穩(wěn)頻4.3 激光束的變換激光束的變換4.4 激光調(diào)制技術(shù)激光調(diào)制技術(shù)4.3.1薄透鏡對球面波的曲率變換作用薄透鏡對球面波的曲率變換作用n幾何光學(xué)中透鏡起成像的作用，其成象公式描述了物象關(guān)系n物理光學(xué)則把透鏡的作用看成是使光波得到變換，把如圖所示的發(fā)散球面波變成會聚球面波。若將發(fā)散球面波的曲率半徑記做正R，會聚球面波的曲率半徑為負(fù)R，透鏡的作用可記做：n 透鏡的作用就是改變光波波陣面透鏡的作用就是改變光波波陣面的曲率半徑的曲率半徑。n在傅里葉光學(xué)中透鏡的作用則是提供附加位相因子n從不

2、同角度對透鏡的物理作用有不同的解釋其實(shí)質(zhì)是一樣的。fss111圖4-15 球面波通過薄透鏡的變換fRR111高斯光束通過薄透鏡時的變換高斯光束通過薄透鏡時的變換n透鏡的變換應(yīng)用到高斯光束上，如下圖所示，有以下關(guān)系n 薄透鏡假設(shè)：透鏡足夠薄至使入射高度和出射高度不變n f圖（圖（4-16）高斯光束通過薄透鏡的變換）高斯光束通過薄透鏡的變換SSR R00fRR111s00RRsn入射光束在鏡面處的波陣面半徑n 和有效截面半徑分別n用上頁的公式計算出出射光束的波陣面半徑和有效截面半徑n利用出射光束在鏡面處的波陣面半徑和有效截面半徑計算出其束腰半徑和束腰位置)(1 220ssR2200)(1s2222

3、0220)(1)(1 RssR222200)(1)(1RRss22020201111 () 1 ()RRfRsss圖4-17 短焦距透鏡的聚焦R4.3.2 高斯光束的聚焦高斯光束的聚焦n短焦距：即短焦距：即n在滿足條件 和 的情況下，出射的光束聚焦于透透鏡的焦點(diǎn)附近鏡的焦點(diǎn)附近。如圖4-17所示，這與幾何光學(xué)中的平行光通過透鏡聚焦在焦點(diǎn)上的情況類似。fR 1 )(1 )(11212222fffRRsfRffRfRfffs122)(1 211)1 (xxxfR12f圖4-17 短焦距透鏡的聚焦1. 高斯光束入射到短焦距透鏡時的聚焦情形高斯光束入射到短焦距透鏡時的聚焦情形n由前面的結(jié)論可得聚焦點(diǎn)光

4、斑尺寸聚焦點(diǎn)光斑尺寸：2222221022222220()() 1 () 11 ()1 ()RfRffffffff 1.高斯光束入射到短焦距透鏡時的聚焦情形高斯光束入射到短焦距透鏡時的聚焦情形n 即縮短即縮短 和加大和加大 都可以縮小聚焦點(diǎn)光斑尺寸的目的。都可以縮小聚焦點(diǎn)光斑尺寸的目的。前一種方法就是要采用前一種方法就是要采用焦距小的透鏡焦距小的透鏡 后一種方法又有兩種途徑：一種是通過后一種方法又有兩種途徑：一種是通過加大加大s來加大來加大 ；另一種辦法；另一種辦法就是就是加大入射光的發(fā)散角從而加大加大入射光的發(fā)散角從而加大 ，加大入射光的發(fā)散角又可以有，加大入射光的發(fā)散角又可以有兩種做法兩種

5、做法 ，如圖，如圖4-18和圖和圖4-19f0f圖4-18 用凹透鏡增大后獲得微小的0圖4-19 用兩個凸透鏡聚焦2200)(1)(zz0221.高斯光束入射到高斯光束入射到短焦距透鏡短焦距透鏡時的聚焦情形時的聚焦情形這與幾何光學(xué)中物、象的尺寸比例關(guān)系是一致的。這與幾何光學(xué)中物、象的尺寸比例關(guān)系是一致的。通過以上的討論我們看到，不論是聚焦點(diǎn)的位置，還是求會聚通過以上的討論我們看到，不論是聚焦點(diǎn)的位置，還是求會聚光斑的大小，都可以在一定的條件下把光斑的大小，都可以在一定的條件下把高斯光束按照幾何光學(xué)高斯光束按照幾何光學(xué)的規(guī)律來處理。的規(guī)律來處理。sssffssfssfsf 1)( )(1)(10

6、00022022000220002.入射高斯光束的腰到透鏡的距離入射高斯光束的腰到透鏡的距離s等于透鏡等于透鏡焦距焦距f的情形的情形(1)(2)同理有：fssRRsffRfRRffRssRfs220022220220220)(1)(1)(1 111)(1 )(1 002222022022002200)(1)(1 )(1)(1fRffRfsfs(3) (3) 根據(jù)高斯光束的漸根據(jù)高斯光束的漸變性可以設(shè)想，只要變性可以設(shè)想，只要 和和 相差不大，高斯光相差不大，高斯光束的聚焦特性會與幾何束的聚焦特性會與幾何光學(xué)的規(guī)律光學(xué)的規(guī)律迥然不同迥然不同。sf圖(4-20) 倒裝望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)壓縮光束發(fā)散角4.3

7、.3 高斯光束的準(zhǔn)直高斯光束的準(zhǔn)直n高斯光束的準(zhǔn)直：改善光束的方向性，壓縮光束的發(fā)散角。高斯光束的準(zhǔn)直：改善光束的方向性，壓縮光束的發(fā)散角。n 可以看出，增大出射光束的腰粗就可以縮小光束的發(fā)散角。可以看出，增大出射光束的腰粗就可以縮小光束的發(fā)散角。n選用兩個透鏡，選用兩個透鏡，短焦距短焦距的凸透鏡和的凸透鏡和焦距較長焦距較長的凸透鏡可以達(dá)到準(zhǔn)直的的凸透鏡可以達(dá)到準(zhǔn)直的目的。目的。02200fsssf0000122101200201022 222MffMMffffff M是高斯光束通過透鏡系統(tǒng)后光是高斯光束通過透鏡系統(tǒng)后光束發(fā)散角的壓縮比。束發(fā)散角的壓縮比。M是倒置望是倒置望遠(yuǎn)鏡對普通遠(yuǎn)鏡對普通

8、光線的傾角壓縮倍數(shù)光線的傾角壓縮倍數(shù)。由于由于f2f1，所以，所以M1。 又由于又由于 0 0，因此有，因此有M M 10224.1 激光器輸出的選模激光器輸出的選模4.1.1 激光單縱模的選取激光單縱模的選取n均勻增寬型譜線的縱模競爭均勻增寬型譜線的縱模競爭(1) 當(dāng)強(qiáng)度很大的光通過均勻增益型介質(zhì)時當(dāng)強(qiáng)度很大的光通過均勻增益型介質(zhì)時粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布值下降，增益粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布值下降，增益系數(shù)相應(yīng)下降，系數(shù)相應(yīng)下降，但但光譜的線型并不改變光譜的線型并不改變。(2) 多縱模的情況下，設(shè)有多縱模的情況下，設(shè)有q-1，q，q+1三個縱模滿足振蕩條件。隨著腔三個縱模滿足振蕩條件。隨著腔內(nèi)光強(qiáng)逐步增強(qiáng)，內(nèi)光

9、強(qiáng)逐步增強(qiáng)，q-1和和q+1模都被抑制掉，只有模都被抑制掉，只有q模的光強(qiáng)繼續(xù)增長，模的光強(qiáng)繼續(xù)增長，最后變?yōu)榍€最后變?yōu)榍€3的情形。的情形。(3)若此時的光強(qiáng)為若此時的光強(qiáng)為Iq，則有，則有 ，于是，于是振蕩達(dá)到穩(wěn)定，使激光器的內(nèi)部只剩下振蕩達(dá)到穩(wěn)定，使激光器的內(nèi)部只剩下q縱?？v模的振蕩。這種現(xiàn)象叫做的振蕩。這種現(xiàn)象叫做“縱模的競爭縱模的競爭”，競爭的結(jié)果總是競爭的結(jié)果總是最靠近譜線中心頻率的那最靠近譜線中心頻率的那個縱模被保持下來。個縱模被保持下來。(4)在均勻增寬的穩(wěn)定態(tài)激光器中，當(dāng)激發(fā)比較在均勻增寬的穩(wěn)定態(tài)激光器中，當(dāng)激發(fā)比較強(qiáng)時，也可能有比較弱的其他縱模出現(xiàn)，強(qiáng)時，也可能有比較弱的

10、其他縱模出現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為模的模的“空間競爭空間競爭”。閾GIGqq),(圖4-1 均勻增寬型譜線縱模競爭非均勻增寬型譜線的多縱模振蕩非均勻增寬型譜線的多縱模振蕩n非均勻增寬激光器的輸出一般都具有多個縱模。非均勻增寬激光器的輸出一般都具有多個縱模。n單縱模的選取單縱模的選取(1) 短腔法：短腔法： 兩相鄰縱模間的頻率差兩相鄰縱模間的頻率差 ，要想得到單一縱模，要想得到單一縱模的輸出，只要縮短腔長，的輸出，只要縮短腔長，使使 的寬度大于增益曲線閾值的寬度大于增益曲線閾值以上所對應(yīng)的寬度以上所對應(yīng)的寬度缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：腔長受到限制，從而腔長受到限制，從而限制輸出功率限制輸出功率；當(dāng)譜線熒光

11、寬；當(dāng)譜線熒光寬度很寬時，勢必使腔長縮到很短。度很寬時，勢必使腔長縮到很短。(2) 法布里法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具法。珀羅標(biāo)準(zhǔn)具法。 (3) 三反射鏡法。三反射鏡法。)2(Lcqq用法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具選縱模用法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具選縱模n在激光器的諧振腔內(nèi)幾乎垂直于腔軸地插入一個在激光器的諧振腔內(nèi)幾乎垂直于腔軸地插入一個法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具，可以進(jìn)行可以進(jìn)行縱模的選取縱模的選取n法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具用透射率很高地材料制成，兩個端面平行且鍍有法布里波羅標(biāo)準(zhǔn)具用透射率很高地材料制成，兩個端面平行且鍍有高反射率反射膜。由于多光束干涉的結(jié)果，只允許若干個很窄的頻率高反射率反射膜。由于多光束干涉的結(jié)果，只允許

12、若干個很窄的頻率帶寬的光通過，其透過光的頻率為帶寬的光通過，其透過光的頻率為n獲得最大透射率的兩相鄰獲得最大透射率的兩相鄰n 頻率間隔頻率間隔n適當(dāng)?shù)恼{(diào)整適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 角，就可以達(dá)到選頻的目的角，就可以達(dá)到選頻的目的222sin2dmcm222sin2dcm圖(4-2) 法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具法示意圖三反射鏡法選縱模三反射鏡法選縱模n激光器一端的反射鏡被三塊反射鏡的組合所代替，其中激光器一端的反射鏡被三塊反射鏡的組合所代替，其中M3和和M4為全為全反射鏡，反射鏡，M2是具有適當(dāng)透射率的部分透射部分反射鏡是具有適當(dāng)透射率的部分透射部分反射鏡n這相當(dāng)于兩個諧振腔的耦合，一個是由這相當(dāng)于兩個諧振腔的耦合，

13、一個是由M1、M3組成，其腔長為組成，其腔長為L1+L2；另一個由另一個由M3、M4組成，其腔長為組成，其腔長為L2+L3，n兩個諧振腔的縱模頻率間隔分別為：兩個諧振腔的縱模頻率間隔分別為： c/2 (L1+L2)和和c/2 (L2+L3)n只有同時滿足兩個諧振條件的光才能形成振蕩，只有同時滿足兩個諧振條件的光才能形成振蕩，故只要故只要L2+L3足夠小足夠小就可以獲得單縱模輸出就可以獲得單縱模輸出圖4-3 三反射鏡法圖圖4-4 腔的衍射損耗腔的衍射損耗4.1.2 激光單橫模的選取激光單橫模的選取 n衍射損耗和菲涅耳數(shù)衍射損耗和菲涅耳數(shù)(1) 由于衍射效應(yīng)形成的光能量損失稱為衍射損耗。由于衍射效

14、應(yīng)形成的光能量損失稱為衍射損耗。 (2) 如如圖圖4-4所示的球面共焦腔，鏡面上的所示的球面共焦腔，鏡面上的基基橫模高斯光束橫模高斯光束光強(qiáng)分布可以表示為光強(qiáng)分布可以表示為(3) 單程衍射損耗為射到鏡面外而損耗掉的光功率單程衍射損耗為射到鏡面外而損耗掉的光功率 與射向鏡面的總光功與射向鏡面的總光功率率 之比之比(4) 分析衍射損耗時為了方便，經(jīng)常引入一個所謂分析衍射損耗時為了方便，經(jīng)常引入一個所謂“菲涅爾數(shù)菲涅爾數(shù)”的參量，的參量，它定義為它定義為)2exp()(2120 II2122expaD21020212002)2exp(2)(IdIdI)2exp(22)(212210aIdIaNLLa

15、ND2exp12衍射損耗曲線衍射損耗曲線n衍射損耗衍射損耗與與菲涅耳數(shù)菲涅耳數(shù)N的關(guān)系的關(guān)系一般是比較復(fù)雜的，往往寫不出一般是比較復(fù)雜的，往往寫不出解析的表達(dá)式而需要用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字計算。因此，通常都解析的表達(dá)式而需要用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字計算。因此，通常都是將計數(shù)結(jié)果畫成曲線，這就是所謂的衍射損耗曲線是將計數(shù)結(jié)果畫成曲線，這就是所謂的衍射損耗曲線n圖示為圓截面共焦腔和圓截面平行平面腔的圖示為圓截面共焦腔和圓截面平行平面腔的 曲線曲線ND圖4-5 不同腔的衍射損耗曲線高階橫模的抑制高階橫模的抑制n抑制高階橫模需要兩方面的條件：抑制高階橫模需要兩方面的條件：一方面是要求一方面是要求基橫模光束的基橫模光

16、束的衍射損耗小衍射損耗小，使得基橫模不僅滿足振蕩的閾值條件，而且有較，使得基橫模不僅滿足振蕩的閾值條件，而且有較大的功率輸出；另一方面是要求大的功率輸出；另一方面是要求高階橫模的衍射損耗足夠大高階橫模的衍射損耗足夠大。下面介紹兩種常用的抑制高階橫模的方法。下面介紹兩種常用的抑制高階橫模的方法。n光闌法選取單橫模：光闌法選取單橫模：高階橫模的光束截面比基橫模大高階橫模的光束截面比基橫模大，故減小，故減小增益介質(zhì)的有效孔徑增益介質(zhì)的有效孔徑a，從而，從而減小菲涅耳數(shù)減小菲涅耳數(shù)N，就可以大大增加，就可以大大增加高階橫模的衍射損耗，以致將它們完全抑制掉。最簡單的辦法高階橫模的衍射損耗，以致將它們完全

17、抑制掉。最簡單的辦法就是在腔內(nèi)靠近反射鏡的地方放置一個光闌（用于增益較低的就是在腔內(nèi)靠近反射鏡的地方放置一個光闌（用于增益較低的氣體激光器）。氣體激光器）。n聚焦光闌法和腔內(nèi)望遠(yuǎn)鏡法選橫模。聚焦光闌法和腔內(nèi)望遠(yuǎn)鏡法選橫模。聚焦光闌法和腔內(nèi)望遠(yuǎn)鏡法選橫模聚焦光闌法和腔內(nèi)望遠(yuǎn)鏡法選橫模n聚焦光闌法：如圖聚焦光闌法：如圖4-6所示，在腔內(nèi)插入一組透鏡組，使所示，在腔內(nèi)插入一組透鏡組，使光束在腔內(nèi)傳播時盡量經(jīng)歷較大的空間光束在腔內(nèi)傳播時盡量經(jīng)歷較大的空間，以，以提高輸出功率提高輸出功率。n腔內(nèi)加望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的選橫模方法，其結(jié)構(gòu)如腔內(nèi)加望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的選橫模方法，其結(jié)構(gòu)如圖圖4-7所示。所示。 圖4-6 聚焦

18、光闌法圖4-7 腔內(nèi)望遠(yuǎn)鏡法4.2 激光器的穩(wěn)頻激光器的穩(wěn)頻4.2.1頻率的穩(wěn)定性頻率的穩(wěn)定性n穩(wěn)定度：穩(wěn)定度：指激光器在一次連續(xù)工作指激光器在一次連續(xù)工作時間內(nèi)的頻率漂移與振蕩頻率之比時間內(nèi)的頻率漂移與振蕩頻率之比n復(fù)現(xiàn)性：復(fù)現(xiàn)性：激光器在不同地點(diǎn)、時間、激光器在不同地點(diǎn)、時間、環(huán)境下使用時頻率的相對變化量環(huán)境下使用時頻率的相對變化量n對共焦腔的對共焦腔的TEM00模來說，諧振頻率的公式可以簡化為：模來說，諧振頻率的公式可以簡化為：n當(dāng)當(dāng)L的變化為的變化為 L， 的變化為的變化為時，引起的頻率相對變化為：時，引起的頻率相對變化為：n一般希望穩(wěn)定度和復(fù)現(xiàn)度都在一般希望穩(wěn)定度和復(fù)現(xiàn)度都在10-8

19、以上。目前穩(wěn)定度一般在以上。目前穩(wěn)定度一般在10-9左右，較高的可達(dá)左右，較高的可達(dá)10-1110-13；復(fù)現(xiàn)度一般在復(fù)現(xiàn)度一般在10-7左右左右，高的可達(dá)，高的可達(dá)10-1010-12。Lcq2)(LLSR影響頻率穩(wěn)定的因素影響頻率穩(wěn)定的因素n腔長變化的影響腔長變化的影響n溫度變化：溫度變化：一般選用熱膨脹系數(shù)小的材料做為諧振腔一般選用熱膨脹系數(shù)小的材料做為諧振腔n機(jī)械振動：機(jī)械振動：采取減震措施采取減震措施n折射率變化的影響折射率變化的影響n內(nèi)腔激光器內(nèi)腔激光器: 溫度溫度T、氣壓、氣壓P、濕度、濕度h的變化很小，的變化很小，可以忽略可以忽略n外腔和半內(nèi)腔激光器外腔和半內(nèi)腔激光器: 腔的一

20、部分處于大氣之中，溫度腔的一部分處于大氣之中，溫度T、氣壓氣壓P、濕度、濕度h的變化較放電管內(nèi)顯著。應(yīng)盡量減小暴露于的變化較放電管內(nèi)顯著。應(yīng)盡量減小暴露于大氣的部分，同時還要屏蔽通風(fēng)以減小大氣的部分，同時還要屏蔽通風(fēng)以減小T 、 P、 h的脈動的脈動4.2.2 穩(wěn)頻方法概述穩(wěn)頻方法概述n被動式穩(wěn)頻被動式穩(wěn)頻: : 利用利用熱膨脹系數(shù)低熱膨脹系數(shù)低的材料制做的材料制做諧振腔的間隔器諧振腔的間隔器；或用膨脹系數(shù)為負(fù)值；或用膨脹系數(shù)為負(fù)值的材料和膨脹系數(shù)為正值的材料按一定長度配合，以便熱膨脹互相抵的材料和膨脹系數(shù)為正值的材料按一定長度配合，以便熱膨脹互相抵消，這種辦法一般用于工程上穩(wěn)頻精度要求不高的

21、情況消，這種辦法一般用于工程上穩(wěn)頻精度要求不高的情況n主動式穩(wěn)頻：主動式穩(wěn)頻： 把單頻激光器的頻率與某個穩(wěn)定的參考頻率相比較，當(dāng)振蕩頻率偏離把單頻激光器的頻率與某個穩(wěn)定的參考頻率相比較，當(dāng)振蕩頻率偏離參考頻率時，鑒別器就產(chǎn)生一個正比于偏離量的誤差信號。參考頻率時，鑒別器就產(chǎn)生一個正比于偏離量的誤差信號。把激光器中原子躍遷的中心頻率做為參考頻率，把激光頻率鎖定到躍把激光器中原子躍遷的中心頻率做為參考頻率，把激光頻率鎖定到躍遷的中心頻率上，如遷的中心頻率上，如蘭姆凹陷法蘭姆凹陷法。把振蕩頻率鎖定在把振蕩頻率鎖定在外界的參考頻率外界的參考頻率上，例如用分子或原子的吸收線作上，例如用分子或原子的吸收線

22、作為參考頻率，選取的吸收物質(zhì)的吸收頻率必須與激光頻率相重合。如為參考頻率，選取的吸收物質(zhì)的吸收頻率必須與激光頻率相重合。如飽和吸收法飽和吸收法。He-Ne 激光器發(fā)明兩年后，1962年，蘭姆位移的發(fā)現(xiàn)者，諾貝爾物理獎得主小W.E.蘭姆教授正在耶魯大學(xué)對氦氖激光器作理論分析。他的目的是要根據(jù)原子在電磁場作用下振蕩的經(jīng)典模型，計算激光強(qiáng)度隨空腔參數(shù)改變的關(guān)系。他原來預(yù)計，空腔原子有一定的自然躍遷頻率，當(dāng)空腔頻率與原子躍遷頻率一致時，會因?yàn)橹C振而使激光強(qiáng)度達(dá)最高值?？墒浅龊跛囊饬?，計算所得的曲線卻在諧振處呈現(xiàn)極小值，形成一凹陷。他花了許多時間反復(fù)核算，沒有找出錯誤，肯定計算是正確的。當(dāng)時，蘭姆并不

23、知道這就是由于飽和和多普勒頻寬引起燒孔效應(yīng)的后果（不久就清楚了），但是他敏感地預(yù)見到，這一凹陷有助于頻率的穩(wěn)定，因?yàn)樗诶碚撚嬎阒袇⒖剂硕甏娮訉W(xué)家范德泡爾（van der Pol）關(guān)于多頻振蕩器的理論，這一理論證明只要滿足一定條件就可以出現(xiàn)頻率鎖定現(xiàn)象。 蘭姆作出理論預(yù)測后，并沒有馬上發(fā)表，而是將手稿寄給激光器的另外兩位先驅(qū)，賈萬和本勒特（Bennett），請他們發(fā)表意見。賈萬回信說，他雖然沒有觀察到這個現(xiàn)象，但相信會有，因?yàn)樗^察到與之有關(guān)的推頻效應(yīng)。本勒特則把自己的實(shí)驗(yàn)記錄寄給蘭姆，他在激光輸出隨調(diào)諧頻率變化的曲線中沒有找到凹陷信號，表示對此沒有信心。他所在的貝爾實(shí)驗(yàn)室有一位同事叫

24、R.A.麥克發(fā)倫（R.A.McFarlane），得知后對這個問題產(chǎn)生了興趣，主動承擔(dān)起實(shí)驗(yàn)研究的工作。他用磁致伸縮方法使氦氖激光器的光學(xué)腔改變長度，從而調(diào)整諧振頻率，開始時，他的激光管中用的是自然豐度的氣體（氖的成分為20Ne，90.92；21Ne，0.26；22Ne，8.82），在諧振曲線上也沒有觀察到凹陷，但他注意到曲線有些不對稱，似乎是兩種頻率疊加而成的。他意識到這可能是氖的同位素效應(yīng)，于是在賈萬的幫助下，做了22Ne（純度達(dá)99.5）的氦氖激光器，果然，在中心頻率附近出現(xiàn)了微淺的凹陷信號。功率加大后，凹陷隨之變深，形成明顯的鴕峰曲線。于是，麥克發(fā)倫、本勒特和蘭姆三人聯(lián)名于1963年發(fā)表

25、了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，正式宣布蘭姆凹陷的存在。與此同時，賈萬也發(fā)表了類似報告。從此，單模穩(wěn)頻氦氖激光器登上了精密計量工作的舞臺，在長度和頻率的計量中發(fā)揮了重要作用，并且開辟了激光穩(wěn)頻的廣闊領(lǐng)域。 4.2.3 蘭姆凹陷法穩(wěn)頻蘭姆凹陷法穩(wěn)頻n 蘭姆凹陷的中心頻率即為譜線的中心頻率蘭姆凹陷的中心頻率即為譜線的中心頻率 ，在其附近頻率的微小變在其附近頻率的微小變化將會引起輸出功率的顯著變化。化將會引起輸出功率的顯著變化。圖4-8 蘭姆凹陷法穩(wěn)頻激光器的基本結(jié)構(gòu)壓電陶瓷加一直流電壓：使初始頻率為壓電陶瓷加一直流電壓：使初始頻率為壓電陶瓷上還需加一頻率為壓電陶瓷上還需加一頻率為f( (約為約為lkHz) )、幅度很

26、小、幅度很小( (只有零點(diǎn)幾只有零點(diǎn)幾伏伏) )的交流訊號，此訊號稱為的交流訊號，此訊號稱為“搜索訊號搜索訊號”00蘭姆凹陷法穩(wěn)頻蘭姆凹陷法穩(wěn)頻n圖圖4-10為穩(wěn)頻原理示意圖。為穩(wěn)頻原理示意圖。圖4-10 穩(wěn)頻原理假如由于某種原因假如由于某種原因(例如溫度升高例如溫度升高)使使L伸長伸長，引，引起激光頻率由起激光頻率由 偏至偏至 ， 與與 的位相正好相反的位相正好相反 0AP假如由于某種原因假如由于某種原因(例如溫度降低例如溫度降低)使使L縮短，縮短，引起激光頻率由引起激光頻率由 偏至偏至 ， 與與 的位相正的位相正好相同好相同 0BP在中心頻率附近在中心頻率附近 0 ，不論是，不論是 小于小于 0還是大于還是