激光技术

作者：叶瀚礼, 高俊, 王新龙, 池皓, 陈炯, 崔索超, 耿安兵

关键词：激光器, 半导体激光器, 饱和吸收, 频率稳定

半导体激光器在自由运转过程中容易受到温度、振动等外界因素的影响，输出激光的频率稳定性难以满足量子精密测量、高精度光谱、激光通信等领域的技术要求。为了获得频率稳定的输出激光，设计了一种稳频半导体激光器。基于133Cs原子D2线的超精细能级结构特性和饱和吸收原理，将\left|6^2 \mathrm~S_1 / 2, F=4\right\rangle \rightarrow\left|6^2 \mathrmP_3 / 2, F^\prime=5\right\rangle饱和吸收峰对应的原子跃迁频率作为参考标准，采用反馈控制的方法实现了输出激光频率闭环锁定。结果表明，闭环锁定下秒级频率稳定度达3.88×10-12，积分时间16 s时频率稳定度最低达1.70×10-12，12 h拍频信号波动小于140 kHz，线宽为438.41 kHz@10 μs，12 h功率稳定性为6.11×10-4，整机体积为9×103 cm3；饱和吸收光谱和反馈控制的共同作用可以大幅度减小半导体激光器自由运转时的频率波动。该激光器频率稳定度等部分关键指标达到较高水平，实现小型化并长期稳定运行，能够满足量子测量等应用领域对频率锁定激光光源的技术要求。

来源：2025年第2期

《激光技术》期刊编辑部

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