有差伺服下激光F-P腔频率的精密锁定及其稳定性分析

本文主要探讨了激光锁定F-P腔频率的有差伺服调节技术，这是一种在光学领域的重要应用，特别是在激光频率稳定性和精度控制方面。这项研究的核心是利用压电陶瓷作为执行元件，通过对其施加电信号，实现对外置光学谐振腔（F-P腔）的腔长进行精确调整。压电陶瓷的响应使得激光透射功率随之变化，而这个变化通过锁相放大器检测并转化为伺服信号。伺服信号经过高压放大器的放大处理，进一步驱动压电陶瓷的伸缩，从而实现对谐振腔的精细调谐，确保其共振频率与钛宝石激光器的工作频率保持同步。 当激光器工作在单一频率下，这种有差锁定技术能够保证腔内谐振频率长时间稳定锁定在激光频率上，显著提高了激光输出的稳定性，表现为透射光功率的相对起伏仅有2%。这种稳定性对于许多高精度应用，如光谱分析、激光通信等至关重要。 另一方面，当激光频率进行扫描时，该系统展现出强大的动态响应能力，能够在2 GHz的宽频范围内保持谐振腔与激光频率的连续锁定，这在需要频繁频率调谐的实验或设备中具有显著优势。整体而言，这项研究展示了激光锁定技术在实现光学系统频率稳定性方面的突破，为提高激光器的性能和应用范围提供了新的解决方案。 关键词包括激光光谱学（Laser Spectroscopy）、自动调节技术（Automatic Control Technology）、光学谐振腔（Optical Cavity）以及腔增强光谱（Cavity Enhanced Spectroscopy），这些关键词突出了研究的技术背景和核心内容。本文的研究成果对于精密仪器制造、光学工程以及相关领域的理论发展都有着重要的推动作用。