激光位相调制光谱特性检测

1. 激光位相调制光谱特性检测

2. 一.实验目的 • 了解激光位相调制原理 • 用光学谐振腔观察位相调制光频谱分布特性 • 掌握光学谐振腔的原理和调节技能 • 掌握调制度及光频谱线宽的测试与计算 综合理论与实验研究

3. m RF EOM LASER 二.基本原理 • 激光位相调制 未调制激光场 调制后激光场频域分布 包括一个频率为的载波和频率分别为 +m 和 -m, 且幅度相等、位相相反的正、负一级边带 问题的提出:如何进行实验观测? (光学频率~1014 Hz)

4. R=0.1 R=0.5 R=0.83 2.光学谐振腔 A0 • 基于多光束干涉相干迭加原理 • 透射光复振幅：A 透射光强：I =AA* • 当光相干迭加位相差满足：=2k, k=0, 1, 2, …… 透射光的光强为极大值：

5. 3.用F-P腔观测激光位相调制光谱特性的原理 通过高压锯齿波驱动压电陶瓷（PZT）扫描F-P腔长，使激光位相调制光场的载波及边带（不同频率的光）依次在F-P腔内共振增强，使频率分布特性以强度形式在扫描时间轴上表示。 锯齿波扫描 解决了观测光学频谱分布的难题 位相调制光场

6. He-Ne 激光器 声光调制器 M 电光调制器 锯齿波发生器 光电探测器 光学谐振腔 压电陶瓷 M M1 M2 Y 示波器 X 三.实验装置

7. F-P Cavity M1 Detector M2 四.实验内容与要点 1.根据高斯光束匹配原理，计算出激光腔和F-P腔匹配参数，确定反射镜位置。 2.安排与调节光路： • 难点1：AOM一级衍射效率, >70%，用光功率计测定； • 难点2：激光束耦合进F-P腔（观测F-P腔纵模并微调反射镜，使光共振）——注意调节方法

8. (ωm) (Δν) ω0-ωm ω0 ω0+ωm 3.光频谱观测内容与步骤： （1）观测电光位相调制频谱特性，根据载波及边带幅度比计算调制度；（2）根据调制频率按比例测定计算谱线宽度；

9. 五.思考题 • 为什么要用光学谐振腔观察位相调制光谱？是否可以用高频探测器直接观察？ • 实验发现光学谐振腔透射谱中存在许多模式，其中每一个模式是否都一一对应激光的模式？ • 如何用这种方法计算出构成光学谐振腔的反射镜的反射率？ • 激光位相调制光的光外差检测特点？