研究了Nd∶YVO₄固體皮秒振蕩器與摻鉺光纖鎖模振蕩器的脈沖同步技術(shù),為光參量放大、中紅外產(chǎn)生等應(yīng)用奠定了實驗基礎(chǔ)。實驗采用光電二極管分別探測一臺商售1064 nm Nd∶YVO₄固體皮秒振蕩器和一臺自制1555 nm摻鉺光纖鎖模振蕩器的脈沖重復(fù)頻率,通過混頻、低通濾波等電路處理得到了兩臺激光器重復(fù)頻率的相對誤差,并將該誤差信號反饋至內(nèi)置于1555 nm摻鉺光纖鎖模振蕩器中用于精調(diào)腔長的壓電陶瓷和粗調(diào)腔長的步進電機上,實現(xiàn)了兩臺激光器重復(fù)頻率的同步。本實驗中的同步裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、可靠性高的特點。 

【文章來源】：中國激光. 2020,47(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

實驗結(jié)果。

實驗裝置如圖1(a)、(b)所示,主要包含一臺輸出波長為1064 nm的Nd∶YVO4固體皮秒激光器(為重復(fù)頻率鎖定提供參考信號)、一臺1555 nm摻鉺光纖鎖模振蕩器(需要將其重復(fù)頻率鎖定至參考信號上)和光電二極管PD1、PD2(將兩臺激光器輸出的光學(xué)脈沖重復(fù)頻率信號轉(zhuǎn)化為電學(xué)射頻信號)。重復(fù)頻率信號經(jīng)混頻器混頻和低通濾波器濾波后,可得到兩臺激光器重復(fù)頻率的相對誤差信號。該誤差信號經(jīng)過比例、積分和高壓放大后,可得到高壓反饋信號。摻鉺光纖鎖模振蕩器重復(fù)頻率的反饋控制分為粗調(diào)和精調(diào)兩個環(huán)節(jié)。當(dāng)激光器所處環(huán)境溫度變化較大,且誤差信號的反饋量超出了精調(diào)的控制范圍時,通過步進粗調(diào)的方式實現(xiàn)大范圍的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)。如圖1(b)所示,在高壓放大器的輸出端并聯(lián)采樣電阻R1和R2,R2上的采樣電壓為壓電陶瓷PZT上高壓反饋信號的1/50。當(dāng)誤差信號處于精調(diào)帶寬內(nèi)時,R2上的采樣電壓范圍為1～1.6 V。當(dāng)R2上的采樣電壓不在該范圍時,由現(xiàn)場可編程門陣列FPGA驅(qū)動步進電機,對準直器COL2的位置(即腔長)進行粗調(diào),直到R2上的采樣電壓處于1～1.6 V范圍內(nèi)。在精調(diào)方面,將高壓反饋信號連接至腔內(nèi)的PZT上,由PZT對準直器COL1的位置(即腔長)進行精確調(diào)節(jié)。其中,步進電機的最大行程為12.7 mm,相應(yīng)的重復(fù)頻率的最大調(diào)節(jié)量300 kHz;PZT的最大行程為110 μm,相應(yīng)的重復(fù)頻率的最大調(diào)節(jié)量為800 Hz。Nd∶YVO4固體皮秒激光器的中心波長為1064 nm,脈沖寬度約為10 ps,中心重復(fù)頻率f′為87.59275 MHz。重復(fù)頻率fr在60 h內(nèi)的漂移曲線如圖1(c)所示。由圖1(c)可以看出,重復(fù)頻率隨外界環(huán)境的變化十分規(guī)律,以24 h為周期連續(xù)變動,重復(fù)頻率變化范圍為-2.5～2.5 kHz。圖1(c)插圖所示為重復(fù)頻率波動斜率最大時的情況,在60 s內(nèi)重復(fù)頻率瞬時變化量接近25 Hz。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3561173