實驗名稱：全電光快速線性寬帶調(diào)頻實驗系統(tǒng)

測試設(shè)備：電壓放大器、波形發(fā)生器、示波器、高壓探測器等。

實驗過程：

圖1：快速線性寬帶調(diào)頻Nd：YVO4激光系統(tǒng)

快速線性寬帶調(diào)頻激光器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。諧振腔長為65mm。諧振腔透過率為10%。在4W的吸收泵浦功率下，插入厚度為0.2mm，反射率為70%的標(biāo)準(zhǔn)具后，通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具傾斜角度得到了0.9W左右的單頻輸出。將RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具（RTPetalon）和RTP電光調(diào)頻晶體（RTPcrystal）組成的調(diào)頻裝置以圖示順序安裝到諧振腔中。插入諧振腔內(nèi)的高反射率普通標(biāo)準(zhǔn)具和高反射率RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具引入了較大的諧振腔損耗，同時RTP電光調(diào)頻晶體也會引入插入損耗，這些損耗導(dǎo)致激光輸出功率的下降。在對腔內(nèi)元件位置和角度等進(jìn)行優(yōu)化后，我們得到了160mW的穩(wěn)定單頻輸出。

圖2：FPI監(jiān)測的單頻激光輸出

雙標(biāo)準(zhǔn)具的應(yīng)用進(jìn)一步增強(qiáng)了駐波諧振腔單頻輸出的穩(wěn)定性。激光器單頻輸出模式如圖2所示。RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具和RTP電光調(diào)頻晶體利用電光晶體的線性電光效應(yīng)來實現(xiàn)快速頻率調(diào)諧，它們分別與兩個電壓放大器連接。該電壓放大器接收由信號發(fā)生器出的初始電壓信號，可將頻率從DC到1kHz的初始信號放大1000倍，并輸出0~±5kV的電壓信號。

圖3：電壓放大器放大性能測試系統(tǒng)

同步調(diào)頻要求外加電場電壓以同步方式施加給RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具和RTP電光調(diào)頻晶體，我們首先利用高壓探測器（對兩個高壓放大器的同步放大性能進(jìn)行測試，測試系統(tǒng)如圖3所示。

信號發(fā)生器設(shè)置為雙通道同步輸出狀態(tài)，兩個高壓放大器分別連接任意波形發(fā)生器的1和2通道。放大器將信號電壓放大1000倍，同時在兩個并聯(lián)輸出端口輸出完全相同的電壓，一個端口直接連接RTP晶體，另一端口連接高壓探測器。高壓探測器將電壓縮小1000倍輸送到四通道示波器。圖中信號發(fā)生器的1和2通道分別連接到示波器的1和2通道，同時分別連接兩個高壓放大器的輸入端口。高壓探測器的輸出信號分別連接示波器的3和4通道，由示波器可同時觀察并記錄4個通道的電壓輸出狀態(tài)。

實驗結(jié)果：

圖4：RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具（RTPetalon，實線）和RTP電光調(diào)頻晶體（RTPcrystal，虛線）的同步掃描電壓，插圖：零值附近的非線性電壓變化

圖4展示了200Hz的三角波形電壓的放大數(shù)據(jù)測試結(jié)果。施加在RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具和RTP電光調(diào)頻晶體上的同步三角波電壓的幅值分別為1300V和5800V，電壓信號的偏移均為零，即電壓正負(fù)方向的幅度基本一致。從測試結(jié)果來看，電壓放大器能以近乎理想的放大性能對200Hz三角波信號進(jìn)行放大（重復(fù)頻率超過200Hz，放大性能有所減弱），信號之間的同步變化狀態(tài)良好。

在實驗中，我們按照圖4的信號形式分別給RTP電光標(biāo)準(zhǔn)具和RTP電光調(diào)頻晶體施加電壓，獲得了對稱三角波形快速線性寬帶調(diào)頻激光輸出。在此基礎(chǔ)上，我們將對調(diào)頻激光的帶寬、線性度和單頻輸出線寬等進(jìn)行測試。

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圖：ATA-7050高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇