實(shí)驗(yàn)名稱：壓縮光的F-P腔測(cè)量實(shí)驗(yàn)

測(cè)試設(shè)備：電壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器、激光器、探測(cè)器等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1：左為F-P腔實(shí)物圖，右為F-P腔結(jié)構(gòu)圖（1.壓電陶瓷，2.凹面對(duì)1064nm波長(zhǎng)高反鏡，3.膠木，4.紫銅，5.珀?duì)柼?.螺旋微調(diào)塊，7.對(duì)1064nm波長(zhǎng)增透鏡，8.鋁殼，9.殷鋼）

在壓縮光實(shí)驗(yàn)中，多處使用頻率穩(wěn)定性高的控溫F-P腔。圖1左側(cè)和右側(cè)所示分別為控溫F-P腔的實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖。實(shí)驗(yàn)中，使用的溫控儀，可輸出3.7V的直流信號(hào)控制珀?duì)柼?，?shí)現(xiàn)加利用F-P腔內(nèi)部的珀耳帖元件和熱敏電阻，把F-P腔的溫度控制在25℃左右。當(dāng)熱敏電阻監(jiān)測(cè)到F-P腔內(nèi)溫度低于25℃時(shí)，控溫儀就會(huì)輸出電壓，珀?duì)柼_始加熱；當(dāng)溫度達(dá)到25℃時(shí)，控溫儀就會(huì)停止供電，珀?duì)柼Ｖ辜訜?。溫控F-P腔控溫范圍為0～100℃，控溫精度±0.1℃。

圖2：F-P腔監(jiān)測(cè)光路圖

圖2所示為F-P腔的監(jiān)測(cè)光路圖。激光器輸出波長(zhǎng)為1064nm的紅外光經(jīng)過(guò)透鏡F1準(zhǔn)直為近似平行光后，經(jīng)過(guò)分束器（H1和G組成）和透鏡F2后進(jìn)入F-P腔。光電二極管D將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)示波器實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。

圖3：左側(cè)：探測(cè)器電路，右側(cè)：F-P腔透射曲線

實(shí)驗(yàn)所用的光電二極管電路連接如圖3左側(cè)所示。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生20Hz的鋸齒波信號(hào)，由電壓放大器放大至180V左右，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷。圖3右側(cè)是示波器上顯示的F-P腔透射峰。當(dāng)外界因素影響激光器輸出穩(wěn)定性時(shí)，透射譜線將發(fā)生漂移。因此，可以利用F-P腔對(duì)激光器輸出穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖4：諧振腔透射譜

在壓縮光實(shí)驗(yàn)中，多處用到了諧振腔，并且諧振腔的長(zhǎng)度是可調(diào)節(jié)的。為了檢查諧振腔是否裝調(diào)好，我們也是通過(guò)估測(cè)其實(shí)際精細(xì)度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖4是實(shí)驗(yàn)用到的一個(gè)諧振腔透射譜，(a)圖為加載的三角波信號(hào)上升電壓對(duì)應(yīng)的透射譜，(b)圖為加載的三角波信號(hào)下降電壓對(duì)應(yīng)的透射譜。我們把加載的三角波信號(hào)和透射信號(hào)同時(shí)用示波器顯示出來(lái)，便于我們實(shí)時(shí)測(cè)算和調(diào)節(jié)。

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審核編輯 黃宇