GHz射频调制下光栅外腔ECDL的响应与边带信号增强

本文主要探讨了光栅外腔半导体激光器（ECDL, External Cavity Diode Laser）在GHz射频频率调制下的特性研究。作者赵江艳、杨保东等人来自山西大学光电研究所，他们针对ECDL对射频信号的响应进行了深入分析，重点考察了射频频率调制对激光器边带信号的影响。实验中，他们关注了射频信号功率、注入电流和光栅外腔长度等因素对ECDL输出边带信号的影响，特别是当射频调制频率与光栅外腔自由光谱区的整数倍相匹配时，ECDL的边带信号会有所增强。 在半导体激光器的应用中，其优势在于体积小、寿命长、成本低、光谱性能优良，且能通过射频调制高频率信号直接控制注入电流，实现高速度的调制。这些特性使得半导体激光器在光通信、光谱学、计量科学和冷原子物理等领域有着广泛的应用。例如，在原子光谱实验中，它们能够简化设备设计，通过射频调制控制激光频率，用于冷却和捕获碱金属原子。 文章特别提到了在原子冷却与捕获过程中，通过射频调制单个半导体激光器的注入电流，可以产生用于不同功能的激光频率。在拉曼冷却技术和STIRAP操作中，对激光频率的精确控制至关重要，而ECDL的射频调制能力恰好能满足这一需求，尽管这可能需要精密的电子学系统来确保激光间的相位同步。 当前，已有多种方法利用射频场产生GHz双频激光，如直接调制激光二极管的注入电流、通过位相型电光调制器（EOM）对单频激光进行调制，以及使用声光调制器（AOM）等手段。然而，这些方法的效率和稳定性在实际应用中仍有待优化，尤其是在ECDL这样的光栅外腔结构中，射频调制特性的深入研究对于提高激光器性能和简化实验系统具有重要意义。 这篇论文不仅提供了关于GHz射频调制下ECDL性能的实验证据，也为理解和优化这类激光器在高端应用中的性能提供了关键理论依据。这对于推动光子学和量子光学领域的技术发展具有积极作用。