激光雷达用共焦法布里-珀罗干涉仪实现高精度稳频

本文主要探讨了激光稳频在多普勒激光雷达中的重要性，特别是在激光源短期频率漂移要求极低，具体来说是低于1 MHz的情况下。为了满足这种高精度需求，研究者设计了一种共焦法布里-珀罗干涉仪作为频率标准，用于实现激光的稳定频率控制。共焦干涉仪利用了 Fabry-Perot 的干涉特性，其稳定性对于激光系统的性能至关重要。 作者首先研究了不同材料对共焦干涉仪中心频率稳定性的影响，重点考察了三种不同材料，包括它们在温度变化下的漂移情况。经过比较，选择了一种零膨胀微晶玻璃材料，这种材料具有较低的温度敏感性，有利于减小温度变化对干涉频率的影响。干涉仪的关键组件，如腔镜和隔离器，通过光胶的方式进行集成，并将整个装置放置在一个双层密封、温控精度高达0.01 K的环境中，以进一步提升温度控制的精确性和稳定性。 实验结果显示，该共焦法布里-珀罗干涉仪具有370 MHz的自由光谱范围，透射谱半峰全宽(FWHM)为1.7 MHz，这表明其频率分辨率非常高，达到220。这样的性能使得在使用该干涉仪进行激光稳频时，理论上可以实现0.15 MHz的稳频精度，完全符合激光多普勒雷达对于单频激光源稳定性的严苛要求。 总结来说，这篇文章的核心内容是介绍了一种基于共焦法布里-珀罗干涉仪的激光稳频方案，其在多普勒激光雷达应用中的关键作用以及通过优化材料选择、结构设计和温度控制来提高稳频精度的技术细节。这一研究不仅提升了激光雷达的性能，也为其他依赖于高精度频率稳定的领域提供了有价值的技术参考。