正交解调PDH激光稳频技术：创新与实验

"本文介绍了正交解调Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频技术的研究，旨在改进传统PDH方法的不足。通过使用直接数字频率合成器(DDS)同步生成三路同频正弦信号，其中一路作为本振信号，驱动电光调制器产生激光相位调制边带，另外两路信号相位差为90°，用作解调参考。采用两个模拟解调器获取误差信号的同相和正交分量，并进行数字化采集和相敏检波运算，从而得到稳频系统的误差信号。实验中建立了激光频率跟踪系统，证明了Fabry-Perot(F-P)参考腔能实时跟踪激光频率变化，跟踪时间可达1小时。" 正交解调Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频技术是一种先进的激光频率稳定方法，用于精确控制激光的发射频率。传统的PDH技术存在一定的局限性，例如噪声敏感性和复杂性，而正交解调PDH则通过优化设计，提高了系统的稳定性和精度。 在正交解调PDH系统中，一个关键组件是直接数字频率合成器(DDS)。DDS是一种能够生成任意波形且频率可编程的信号源，它在此系统中用于产生三路同频的正弦信号。其中一路信号用于驱动电光调制器，使激光产生相位调制边带，这是PDH技术中实现频率反馈的基础。另外两路信号具有90°的相位差，它们作为解调参考，确保解调过程的准确性和效率。 解调过程涉及到模拟解调器，它们分别接收并处理误差信号的同相分量和正交分量。这两个分量的获取有助于消除噪声影响，提高频率测量的精度。通过数字化采集这些信号，然后进行相敏检波运算，可以有效地提取出与激光频率偏差相关的误差信号，从而实现对激光频率的精确控制。 实验结果展示了使用这种正交解调PDH技术建立的激光频率跟踪系统的效果。Fabry-Perot(F-P)参考腔作为一个高精度的频率参考，能够实时跟踪激光频率的变化，跟踪时间长达1小时。这表明该系统具有良好的长期稳定性，适合于需要长时间稳定性的应用，如精密光学测量、光谱分析以及量子信息科学等领域。 正交解调Pound-Drever-Hall激光稳频技术通过改进传统PDH方法，提高了激光频率控制的精度和稳定性，利用DDS和正交解调技术，实现了对激光频率的高效跟踪。这项技术对于推动激光技术的发展，特别是在高精度光学实验和工业应用中具有重要的价值。