實驗名稱：高功(gong)率近(jin)紅外光(guang)梳系(xi)統研究(jiu)

　　測試設備：功率放大器、信號發生器、光頻移器、探(tan)測器、射頻分(fen)析儀、帶(dai)通(tong)濾波放(fang)大器等。

　　圖(tu)1：高功率(lv)近(jin)紅外光梳系統

　　實驗過程：

　　圖1給出(chu)了高(gao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)近紅(hong)外光纖(xian)光梳的(de)(de)(de)(de)結構框圖，其中(zhong)放(fang)大器輸(shu)出(chu)高(gao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)脈沖經(jing)過一個分(fen)束(shu)片后(hou)，約1W的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)被(bei)用于CEP零頻(pin)(pin)和(he)重復頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)探(tan)測，剩下被(bei)直(zhi)接(jie)送入聲光頻(pin)(pin)移器。在(zai)光梳系統中(zhong)，需要(yao)(yao)被(bei)精密控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)量主要(yao)(yao)包括(kuo)了重復頻(pin)(pin)率(lv)(lv)fr和(he)載波包絡(luo)零頻(pin)(pin)f0。在(zai)基于AOFS的(de)(de)(de)(de)CEP前(qian)饋式控制(zhi)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)幫助下，我們實現了CEP零頻(pin)(pin)f0的(de)(de)(de)(de)實時控制(zhi)。

　　圖2：脈(mo)沖重復(fu)頻率的鎖(suo)定

　　鎖(suo)相環技術應用(yong)于光梳系(xi)統時，光纖激(ji)光器(qi)(qi)本身就相當于一個壓(ya)控振(zhen)蕩器(qi)(qi)，它輸(shu)出(chu)(chu)的(de)脈(mo)沖的(de)重復頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)fr就是被鎖(suo)定的(de)對象，如圖2所(suo)示(shi)。探測(ce)器(qi)(qi)探測(ce)到光脈(mo)沖后會輸(shu)出(chu)(chu)一系(xi)列電(dian)脈(mo)沖信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。該(gai)(gai)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)在(zai)射頻(pin)(pin)(pin)分析儀上顯示(shi)為以脈(mo)沖重復頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)為基次的(de)一系(xi)列諧波(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)峰。將(jiang)該(gai)(gai)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)送到帶通濾波(bo)放(fang)大器(qi)(qi)后將(jiang)輸(shu)出(chu)(chu)一個單一頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)正弦(xian)波(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)fx，再將(jiang)該(gai)(gai)正弦(xian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)fx與信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)生器(qi)(qi)輸(shu)出(chu)(chu)的(de)標準信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)frb進行混(hun)頻(pin)(pin)(pin)，并用(yong)低(di)通濾波(bo)器(qi)(qi)取其低(di)頻(pin)(pin)(pin)誤差(cha)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)ferror=fx-frb。利(li)用(yong)積分放(fang)大器(qi)(qi)PID對其放(fang)大后，再用(yong)一個功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)放(fang)大器(qi)(qi)驅動激(ji)光腔內的(de)壓(ya)電(dian)陶瓷(ci)，通過調節激(ji)光器(qi)(qi)的(de)腔長(chang)便可實(shi)現激(ji)光器(qi)(qi)重復頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)鎖(suo)定。

　　實驗結果：

　　圖3：（a）（b）（c）自由運轉條件下激光器(qi)重(zhong)復頻率的漂移和（d）鎖定后的重(zhong)復頻率

　　在(zai)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)計的(de)幫(bang)助下(xia)，實驗(yan)測量了自由運轉和(he)鎖(suo)(suo)定(ding)后的(de)脈沖重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)（如(ru)圖3）。在(zai)自由運轉條件下(xia)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)零(ling)頻(pin)(pin)信號(hao)一樣會(hui)出現快漂(piao)和(he)慢漂(piao)現象，而且它(ta)的(de)變化(hua)(hua)并(bing)不(bu)具有(you)明(ming)確(que)(que)的(de)規律性。這(zhe)主要(yao)是因為(wei)未鎖(suo)(suo)定(ding)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)腔長會(hui)受到多種因素(su)的(de)影(ying)響如(ru)機械振動、溫度(du)變化(hua)(hua)、氣流(liu)等等。這(zhe)些因素(su)中(zhong)，溫度(du)變化(hua)(hua)主要(yao)影(ying)響了激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)fr的(de)慢變過(guo)程。如(ru)圖3中(zhong)（a）（b）（c）所示，這(zhe)些數據是我(wo)們對(dui)同(tong)一臺激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)，不(bu)同(tong)時間段測得(de)的(de)結(jie)果。可(ke)見(jian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)慢變的(de)確(que)(que)對(dui)環境變化(hua)(hua)相當敏(min)感。通(tong)過(guo)鎖(suo)(suo)相電路，我(wo)們實現了對(dui)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)精(jing)確(que)(que)鎖(suo)(suo)定(ding)，結(jie)果如(ru)圖3中(zhong)（d）所示。測得(de)的(de)fr鎖(suo)(suo)定(ding)精(jing)度(du)為(wei)0.8mHz，中(zhong)心頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為(wei)64.3756MHz。由此(ci)我(wo)們獲(huo)得(de)了重(zhong)復(fu)(fu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)載波(bo)包絡相位零(ling)頻(pin)(pin)均精(jing)確(que)(que)鎖(suo)(suo)定(ding)的(de)光(guang)(guang)(guang)梳脈沖輸出。

　　功率(lv)放(fang)大(da)器推薦(jian)：ATA-3090C功率(lv)放(fang)大(da)器

　　圖：ATA-3090C功率放大器指標參數

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