實(shí)驗(yàn)名稱：SRO輸出信號光和閑置光強(qiáng)度噪聲的理論和實(shí)驗(yàn)研究

測試目的：研究了SRO輸出信號光和閑置光的強(qiáng)度噪聲特性。首先通過理論研究了信號光和閑置光的強(qiáng)度噪聲，分析了影響信號光和閑置光強(qiáng)度噪聲的因素和降低強(qiáng)度噪聲的方法。然后通過控制MgO：PPLN晶體的溫度和標(biāo)準(zhǔn)具上施加調(diào)制信號的調(diào)制頻率實(shí)現(xiàn)了信號光和閑置光強(qiáng)度噪聲的優(yōu)化。

測試設(shè)備：高壓功率放大器、激光器、光隔離器、頻譜分析儀、光電探測器等。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：利用SRO獲得紅外激光的實(shí)驗(yàn)裝置

利用SRO獲得連續(xù)寬調(diào)諧的紅外激光并對信號光和閑置光強(qiáng)度噪聲進(jìn)行優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。泵浦光源為實(shí)驗(yàn)室自制的1.06μm的Nd：YVO4激光器。首先經(jīng)過半波片(HWP1)和光隔離器(OI)以防止反射光影響激光器，然后通過HWP2來控制泵浦光進(jìn)入SRO腔的偏振方向。實(shí)驗(yàn)所用的SRO設(shè)計(jì)為對稱的四鏡環(huán)形結(jié)構(gòu)，SRO腔的具體參數(shù)跟第三章相同。為了獲得無跳模運(yùn)轉(zhuǎn)的信號光，利用尺寸為2mm(T)×5mm(W)×1mm(L)的鈮酸鋰電光晶體作為標(biāo)準(zhǔn)具，并將標(biāo)準(zhǔn)具插入到M3和M4之間，利用標(biāo)準(zhǔn)具的選模作用來實(shí)現(xiàn)信號光的單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)。M4輸出的信號光經(jīng)M5反射后，通過HWP和PBS后大部分信號光注入到相干功率計(jì)中來測量其輸出功率，剩余部分的信號光注入到自零拍探測系統(tǒng)用來測量和分析信號光的強(qiáng)度噪聲，該探測系統(tǒng)由HWP、PBS和光電探測器PD1和PD2組成。進(jìn)入PD1和PD2的信號光轉(zhuǎn)化為電流后輸入加減法器，并通過頻譜分析儀(SA)測量和、差信號，和與差分別代表信號光的強(qiáng)度噪聲和對應(yīng)的SNL。PD2輸出的直流信號進(jìn)入LA解調(diào)后獲得誤差信號，并將誤差信號輸入到PID進(jìn)行處理，然后將PID輸出的控制信號經(jīng)過高壓功率放大器(HV)施加到PZT上，以此來實(shí)現(xiàn)腔長的控制。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：泵浦激光在SRO腔前和透過SRO腔后的強(qiáng)度噪聲譜

首先通過將內(nèi)腔標(biāo)準(zhǔn)具的透射峰鎖定到SRO的共振頻率上，實(shí)現(xiàn)了無跳模連續(xù)寬調(diào)諧的紅外激光輸出。為了獲得低噪聲的紅外激光輸出，需要研究信號光和閑置光的強(qiáng)度噪聲，在研究SRO輸出激光的強(qiáng)度噪聲時，泵浦激光的強(qiáng)度噪聲是一個很重要的影響因素，所以首先通過實(shí)驗(yàn)測量了不同情況下泵浦激光的強(qiáng)度噪聲，如圖2所示。曲線(i)為SNL，曲線(ii)為SRO腔前泵浦光的歸一化強(qiáng)度噪聲，曲線(iii)為泵浦光單次穿過SRO腔之后的歸一化強(qiáng)度噪聲。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，泵浦光的強(qiáng)度噪聲在7MHz后達(dá)到SNL，而且在300kHz-5MHz的范圍內(nèi)，曲線(iii)比曲線(ii)的強(qiáng)度噪聲要低，這是由于SRO腔的腔型設(shè)計(jì)與模清潔器的設(shè)計(jì)類似，具有一定的模式過濾能力，對泵浦光的強(qiáng)度噪聲具有一定程度上的過濾能力，導(dǎo)致經(jīng)過SRO腔后泵浦激光的強(qiáng)度噪聲也會有所降低。

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圖：ATA-4315高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇