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基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术研究
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作者 杨家齐 赵刚 +5 位作者 焦康 高健 闫晓娟 赵延霆 马维光 贾锁堂 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期193-200,共8页
中红外精密激光光谱技术在痕量气体检测、基本物理常数测定等领域都有重要应用,然而由于缺乏窄线宽、稳定的中红外光源,很难实现中红外精密光谱测量.本文介绍了一种基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术,分析了光学反馈... 中红外精密激光光谱技术在痕量气体检测、基本物理常数测定等领域都有重要应用,然而由于缺乏窄线宽、稳定的中红外光源,很难实现中红外精密光谱测量.本文介绍了一种基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术,分析了光学反馈实现激光到F-P腔锁定的可行性,利用一个高精细度中红外超稳F-P腔作为频率参考,基于光学反馈技术实现了量子级联激光器到该超稳腔的锁定.经过评估得到激光器线宽被压窄到1.1 Hz,压窄激光线宽的同时稳定了激光频率,将激光器的长期漂移控制在20 kHz/12 h.其中,为了获取长时间稳定的光学反馈,基于PDH技术获取了误差信号,用于对反馈相位的实时伺服控制. 展开更多
关键词 激光频率锁定 中红外激光 线宽压窄 光学反馈
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半导体激光器的外光学反馈效应的理论分析 被引量:3
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作者 郝辉 王鸣 聂守平 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期9-10,共2页
本文研究了半导体激光器的外光学反馈效应 ,应用Lang -Kobayashi方程 。
关键词 半导体激光器 光学反馈效应 速率方程 Lang-Kobayashi方程
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近红外光学反馈线性腔增强吸收光谱技术 被引量:7
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作者 许非 周晓彬 +2 位作者 刘政波 赵刚 马维光 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期933-939,共7页
腔增强吸收光谱技术(Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy,CEAS)利用激光在腔镜之间的多次反射,增长光与气体介质的作用路径,从而提升探测灵敏度。CEAS的主要噪声来源于激光-腔耦合效率的低下和腔模幅度的起伏。光学反馈腔增强吸... 腔增强吸收光谱技术(Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy,CEAS)利用激光在腔镜之间的多次反射,增长光与气体介质的作用路径,从而提升探测灵敏度。CEAS的主要噪声来源于激光-腔耦合效率的低下和腔模幅度的起伏。光学反馈腔增强吸收光谱技术(OF-CEAS)基于光学反馈(Optical Feedback,OF)效应,将激光频率锁定到腔模频率上,提高了激光-腔的耦合效率。为了避免光学腔直接反射光引起光学反馈,传统的OF-CEAS大都采用三镜V型谐振腔。然而,实验发现当反馈相位控制恰当时,光学腔直接反射光并不会影响光学反馈,激光可以锁定到光学腔的谐振光上。因此,提出了基于线性F-P腔的OF-CEAS。利用透射腔模的对称性计算得到反馈相位控制的误差信号,实现了激光频率到连续101个腔模频率的锁定。最后对32×10^(-6)的甲烷标气进行检测,获得OF-CEAS吸收信号,评估得到的探测灵敏度可达0.54×10^(-6)(1σ)。 展开更多
关键词 激光光谱 腔增强吸收光谱技术 分布反馈式半导体激光器 光学反馈 线性F-P腔
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光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性 被引量:2
4
作者 王兴平 赵刚 +4 位作者 焦康 陈兵 阚瑞峰 刘建国 马维光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期43-51,共9页
腔衰荡光谱技术是一种高灵敏的腔增强分子吸收光谱测量技术,由于激光频率噪声大,导致激光到腔耦合效率低,严重限制了其对痕量气体的探测灵敏度.光学反馈可以有效压窄半导体激光器的线宽,提高激光到外部谐振腔的耦合效率.本文基于精细度... 腔衰荡光谱技术是一种高灵敏的腔增强分子吸收光谱测量技术,由于激光频率噪声大,导致激光到腔耦合效率低,严重限制了其对痕量气体的探测灵敏度.光学反馈可以有效压窄半导体激光器的线宽,提高激光到外部谐振腔的耦合效率.本文基于精细度为7800的Fabry-Pérot腔,发展了光学反馈线性腔衰荡光谱技术.首先从光场相位的角度给出了线性腔光学反馈的原理,然后分析了影响测量不确定性的因素,包括光学反馈率、衰荡信号触发阈值、探测器相对透射汇聚光斑位置等.实验结果表明,通过设置低反馈率(3%自由光谱区间)、高衰荡信号触发阈值(90%腔模幅度)以及将光斑聚焦到探测器有效面中心等措施,结合光学反馈效应,可将空腔衰荡时间的相对不确定度提升至0.026%,远优于传统腔衰荡技术获得的典型值.系统在积分时间为180 s时,获得探测灵敏度为1.3×10^(-10)cm^(-1),对应甲烷的最小可探测吸收体积浓度为0.35×10^(-9),从而满足了碳监测的要求. 展开更多
关键词 光学反馈 腔衰荡 线性腔 高灵敏
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光学反馈腔增强吸收光谱技术中干涉抑制方法 被引量:1
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作者 程桐 杨天悦 +5 位作者 宫廷 郭古青 邱选兵 李传亮 赵刚 马维光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期169-174,共6页
提出了一种降低光学反馈腔增强吸收光谱(optical feedback-cavity enhanced absorption spectroscopy,OF-CEAS)系统中干涉噪声影响的干涉抑制方法.使用Ariy函数分析了透射腔模信号中存在的干涉噪声,研究发现该系统中的干涉信号源自于光... 提出了一种降低光学反馈腔增强吸收光谱(optical feedback-cavity enhanced absorption spectroscopy,OF-CEAS)系统中干涉噪声影响的干涉抑制方法.使用Ariy函数分析了透射腔模信号中存在的干涉噪声,研究发现该系统中的干涉信号源自于光束在前腔镜内的多次反射,并通过更换3种厚度不同的平面反射镜进行验证.提出利用Ariy函数拟合得到的干涉信号作为无吸收情况下的背景信号,与测量气体的吸收信号相减直接获得无背景吸收光谱信号.该方法有效避免了OF-CEAS系统中,由于环境因素导致腔体稳定性改变等原因造成的测量误差.最后,基于该方法测量了1.53μm附近的乙炔气体吸收特性,评估系统的探测灵敏度为7.143×10^(-8)(1σ),实验表明该方法在提高OF-CEAS系统的探测灵敏度方面有着很大的应用前景. 展开更多
关键词 光学反馈腔增强吸收光谱 干涉效应 Ariy 函数
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高精细度光学反馈腔衰荡光谱技术 被引量:2
6
作者 马国盛 刘英 +3 位作者 邓昊 许振宇 何亚柏 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期2305-2312,共8页
针对温室气体CH_(4)的高灵敏探测需求,提出了高精细度光学反馈腔衰荡光谱技术,研究了光学反馈对腔模信号的影响、系统的灵敏度以及光谱扫描法。在精细度大于100000的V型谐振腔上实现了光学反馈腔衰荡光谱技术,对比了有/无光反馈时腔模... 针对温室气体CH_(4)的高灵敏探测需求,提出了高精细度光学反馈腔衰荡光谱技术,研究了光学反馈对腔模信号的影响、系统的灵敏度以及光谱扫描法。在精细度大于100000的V型谐振腔上实现了光学反馈腔衰荡光谱技术,对比了有/无光反馈时腔模信号的差别,验证了光反馈效应可以提高激光到腔的耦合效率。发展了固定腔长的光反馈检测技术,将腔的自由光谱范围FSR用作光谱相对频率标尺,基于HITRAN数据库中两条吸收谱线的绝对波长和测量到的相对位置进行对比分析,得到腔的FSR为0.0042 cm^(-1)。然后,运用allan方差分析了系统的检测能力,测得系统的噪声等效吸收系数为1.1×10^(-10)cm^(-1)Hz^(-1/2),当积分时间为4.7 s时,系统灵敏度为8×10^(-11)cm^(-1)。最后,提出了连续电压扫描的激光器频率控制扫描方法,用1.5×10^(-6)的标气对该方法进行了验证,得到测量精度为6.8×10^(-9)。该方法在仪器工程化方面极具潜力。 展开更多
关键词 激光光谱 光学反馈 腔衰荡光谱 CH4高灵敏探测
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具有外部光学反馈激光器的动力学稳定性
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作者 王殿奎 龙晓 +2 位作者 张锐 姚建铨 沈柯 《量子电子学报》 CAS CSCD 1992年第1期69-70,共2页
具有外部光学反馈激光器,如加外腔镜的半导体激光器等,被广泛应用于光通讯及其它的基础光学研究中。本文对具有外部光学反馈激光器动力学模型进行了讨论。并从具有外部光学反馈的半导体激光方程出发,对其动力学稳定性进行研究,得到稳定... 具有外部光学反馈激光器,如加外腔镜的半导体激光器等,被广泛应用于光通讯及其它的基础光学研究中。本文对具有外部光学反馈激光器动力学模型进行了讨论。并从具有外部光学反馈的半导体激光方程出发,对其动力学稳定性进行研究,得到稳定性条件。 展开更多
关键词 动力学稳定性 反馈激光器 半导体激光器 稳定性条件 动力学模型 光学反馈 混沌态 激光方程 基础光学 天津大学
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更正:光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性
8
《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期361-361,共1页
《物理学报》2022年第71卷第12期发表文章《光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性》(2017,71(12):124201)更正图9为。
关键词 腔衰荡光谱技术 《物理学报》 光学反馈 不确定性 更正 线性
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具有光学反馈的自适应系统中的剪切干涉仪
9
作者 И.,ПВ 白光 《强激光技术进展》 2000年第1期47-48,F003,F004,共4页
关键词 光学反馈 自适应系统 剪切干涉仪
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半导体激光器的光学反馈干涉及传感应用 被引量:6
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作者 王鸣 聂守平 李达成 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1122-1126,共5页
分析和讨论了激光反馈干涉现象 ,根据半导体激光器的反馈干涉理论 ,研究了反馈干涉模型及其信号的调制和解调方法 ,介绍了典型的传感应用。理论和实验表明 ,激光反馈干涉的理论不同于传统干涉 ,信号处理方法也有其特点。半导体激光器的... 分析和讨论了激光反馈干涉现象 ,根据半导体激光器的反馈干涉理论 ,研究了反馈干涉模型及其信号的调制和解调方法 ,介绍了典型的传感应用。理论和实验表明 ,激光反馈干涉的理论不同于传统干涉 ,信号处理方法也有其特点。半导体激光器的光学反馈干涉系统具有结构简单、光路易准直、无需附加器件的特点 ,因而能够发展成小型、在线测量和过程控制的传感器 ,测量距离、位移和速度 ,在微机械、光学工程等领域具有应用前景。 展开更多
关键词 光学反馈干涉 半导体激光器 传感 应用
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光学生物反馈增视疗法治疗近视眼30例观察
11
作者 于云飞 王国辉 宋宏艳 《中国疗养医学》 1994年第2期30-32,共3页
本文采用光学生物反馈增视疗法治疗近视眼30例(60只眼),经3-20次治疗,治愈12只眼,显效23只眼,好转18只眼,无效7只眼,总有效率88.4%。
关键词 光学生物反馈 近视 治疗
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光反馈腔增强吸收光谱技术的痕量乙烷检测研究 被引量:5
12
作者 万福 陈伟根 +4 位作者 顾朝亮 邹经鑫 杜玲玲 漆薇 周渠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2792-2796,共5页
乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,其高精度、高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术,结合量子级联激光器,建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。基于腔内单腔模对称理论... 乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,其高精度、高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术,结合量子级联激光器,建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。基于腔内单腔模对称理论,通过LabVIEW编程来实现反馈光与腔谐振的相位匹配。研究并实现了光学反馈效应(激光将在延迟一定的时间后,返回激光腔并锁定腔模式共振频率)、偶数和奇数模式效应(交替出现强度较大和较小的腔模式)、激光器阈值电流降低效应(约1.2mA)。利用腔衰荡光谱检测技术测得的系统有效反射率、腔品质因素分别为99.978%和7138.4,系统光谱分辨率达到0.005 2cm-1。标准大气压、温度20℃下,1s的积分时间内,对乙烷PQ3吸收线进行检测,系统检测准确率及检测极限分别达到95.72%±0.17%和(1.97±0.06)×10-3μL·L-1,满足了变压器油中溶解乙烷气体检测的需要。 展开更多
关键词 腔增强吸收光谱技术 光学反馈 乙烷 溶解气体分析
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基于V型腔增强吸收光谱技术的一氧化碳检测研究 被引量:1
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作者 万福 陈伟根 +4 位作者 漆薇 邹经鑫 顾朝亮 杜玲玲 陈曦 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期744-749,共6页
论文基于光反馈原理及V型增强腔技术,结合量子串级激光器,搭建了CO吸收光谱检测系统.研究并实现了光反馈效应(反馈相位自动可调)、偶数和奇数腔模式效应、激光器阈值电流降低效应.系统有效反射率达到99.979%,在物理长度为47 cm的光腔内... 论文基于光反馈原理及V型增强腔技术,结合量子串级激光器,搭建了CO吸收光谱检测系统.研究并实现了光反馈效应(反馈相位自动可调)、偶数和奇数腔模式效应、激光器阈值电流降低效应.系统有效反射率达到99.979%,在物理长度为47 cm的光腔内实现了4.48 km有效吸收路径.通过自动调节V型腔长,使光谱分辨率从0.005 3 cm^(-1)提高到0.001 1 cm^(-1).通过阿伦方差分析,确定了最高信噪比的积分时间为53 s.气体压强40 torr,温度20°C时,系统对CO(R(6)吸收线)检测准确度及检测极限分别达到(97.79±0.07)%和(0.49±0.04)ppb.也分析和证明了气体压强对CO的峰值吸收强度、检测准确度及检测极限的影响. 展开更多
关键词 腔增强吸收光谱 光学反馈 一氧化碳
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光纤电流互感器中光驱动系统及其性能改善的研究
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作者 李志全 张磊 +1 位作者 吴朝霞 胡艳玲 《燕山大学学报》 CAS 2001年第z1期116-119,共4页
介绍了光纤电流互感器中的光功率驱动系统的理论与实现,提出了采用光学反馈提高系统稳定性和改善温漂的具体设计方法,给出了主要参数.
关键词 光功率驱动 光学反馈 温漂抑制.
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Low-Threshold Random Laser with One Mirror and Feedbacks in PMMA Nano-Composite Films 被引量:2
15
作者 孙晓红 陶肖明 +2 位作者 薛普 关启昌 邓建国 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2005年第10期2568-2570,共3页
有一面镜子和反馈的低阀值的随机的激光在包含玫瑰精 590 的 PMMA 电影和 TiO2 nano 粒子被调查。支离破碎、协调放射激光宽恕被观察。轻排放上的粒子集中的效果被探索,并且最佳粒子集中被获得。光显微镜学和扫描探查显微镜学被用来调... 有一面镜子和反馈的低阀值的随机的激光在包含玫瑰精 590 的 PMMA 电影和 TiO2 nano 粒子被调查。支离破碎、协调放射激光宽恕被观察。轻排放上的粒子集中的效果被探索,并且最佳粒子集中被获得。光显微镜学和扫描探查显微镜学被用来调查电影结构,并且支离破碎、协调的激光的原则被分析。 展开更多
关键词 激光 反射镜 光学反馈 薄膜 纳米材料
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Intensity modulation in single-mode microchip Nd:YAG lasers with asymmetric external cavity 被引量:3
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作者 谈宜东 张书练 +1 位作者 刘维新 毛威 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第4期1020-1026,共7页
关键词 单模微芯片Nd:YAG激光器 不对称外腔场 光强调制 光学反馈
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Optical feedback characteristics in a dual-frequency laser during laser cavity tuning 被引量:2
17
作者 刘刚 张书练 +1 位作者 李岩 朱钧 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第10期1984-1989,共6页
关键词 二重频率激光 光学反馈 自混合 位移传感器 双折射现象
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Chaos synchronization in injection-locked semiconductor lasers with optical feedback 被引量:2
18
作者 刘玉金 张胜海 钱兴中 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第2期463-467,共5页
关键词 光学反馈 注入锁定 半导体激光器 混沌同步
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A birefringent cavity He-Ne laser and optical feedback 被引量:2
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作者 刘刚 张书练 +1 位作者 李岩 朱钧 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第6期855-859,共5页
Strong modes competition makes only one of o-light and e-light oscillate in a birefringent dual-frequency laser when the angle between the crystalline axis and the laser beam is nearly zero. When the oscillated mode i... Strong modes competition makes only one of o-light and e-light oscillate in a birefringent dual-frequency laser when the angle between the crystalline axis and the laser beam is nearly zero. When the oscillated mode is in a different part of the gain curve, the detected intensity curves of o-light and e-light are quite different in the existence of optical feedback. The curves are divided into five cases. Three cases of the experimental results can be used for direction discrimination. The polarization characteristics of the birefringent cavity He-Ne laser are also discussed without optical feedback. 展开更多
关键词 光学反馈 双折射腔 氦-氖激光器 双频激光器 振荡模型
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Mode hopping in single-mode microchip Nd:YAG lasers induced by optical feedback 被引量:1
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作者 谈宜东 张书练 +1 位作者 万新军 程翔 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第12期2934-2941,共8页
关键词 光学反馈 模式竞争 亮度调制 物理光学
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