【电子行业标准(SJ)】 气体激光器频率漂移的测试方法

中华人民共和国第四机械工业部部标准气体激光器频率漂移的测试方法本标准仅适用于TEM00模输出的单频激光器的频率漂移的测试。测试频率漂移的测试条件应符合S」1871一81《气体激光器的测试条件》。1定义
SJ 188081
在规定的环境温度下，自由运转的激光器（未加任何控制系统）在达到热平衡后，其激光频率在一段时间间隔内的变化量，以MHz/10分或MHz/小时来表示。2测试方法（I）
2.1原理图，如图1。
1—标准稳频激光器；2—被测激光器；3一反射镜；4—半反射镜：5一接收器：6宽带放大器；7频谱分析仪或频率计；8、9-激光电源
2.2测试步骤
2.2.1按产品标准的规定预热激光器，并待正常工作。2.2.2通过调整半反射镜4和反射镜3将标准稳频激光器和被测激光器的光束调到相互重合的位置。那末在接收器上检测到两激光频率的差频信号4f，由4f的变化可以确定被测激光器频率的变化。4f的变化，可由频谱分析仪观测。也可用频率计测量4，以得到△f随时间的变化。2.3主要误差来源
误差大小主要取决于标准稳频激光器的频率稳定程度以及频谱分析仪或频率计的测量误差。3测试方法（H）
3.1原理图，如图2。
中华人民共和国第四机械工业部1981-11-23发布1
1982-06-01实施
SJ1880-81
G一半外腔的气体激光器，1PZT（压电陶瓷），2接收器：3一纸带记录仪4一超低频信号发生器：5一激光器电源3.2测试原理
激光频率的漂移主要由激光器腔长变化所致。谐振腔长每变化入/2，相应于激光频率改变一个纵模间隔C/2L，L为谐振腔长度。因此测量出谐振腔长度的变化量就可以确定激光频率的漂移。当一锯齿波信号加到谐振腔的压电陶瓷上时，腔长产生周期性的变化，在记录仪上便能得到如图3所示的输出功率变化曲线。
图中A，A2，A3，各点对应于每锯齿信号的起扫描点，即对应于压电陶瓷上的电压为零时的谐振腔长度。在每一次扫描中，相邻的两个线形表示其纵模相差一个阶次，因此通常将相邻两个线形的交点称为换模点（例如图中的B，B2，B3，.各点）。当记录纸上从一个换模点移动到下一个换模点时（例如由图中B1→B2），相当于腔长变化1/2，而激光频率则变化C/2L。假定一开始A点和换模点重合（如图中的A，和B，相重合），经过一段时间t后，A点移动到了线形的中心处（如图中As），这表示经过时间t后腔长改变了^/4，而激光频率则漂移了C/4L。若经过一段时间t后，A点再次与换模点重合（如图中Ag），则表示在这一段时间内腔长正好变化入/2，而频率则漂移C/2L。
于是，如果在规定的测量时间内，测出记录纸上A点的最大移动为4x，而两个相邻换模点间的距离为，则对应于在规定测量时间内激光输出频率最大漂移f应是：4aC
用这一方法通常可以发现腔长有^/100的变化，对于腔长L=230mm的激光器，其纵模间隔C/2L~650MHz，即可以发现约13MHz的频率漂移。3.3测试步骤
3.3.1开启激光器，并按规定进行预热。3.3.2开启锯齿波信号发生器，并将该信号加到压电陶瓷上，由记录仪得到激光器的输出功率曲线（在规定的记录时间内）。
3.3.3由记录纸上量出规定时间内A点的最大漂移量△r和相邻两个换模点的间隔41，则在规定时时间内的最大频率漂移为：
3.4主要误差来源
测量误差主要来源于Ar，4的测鼠误差以及锯齿波信号非线性的影响。2www.bzxz.net
SJ1880--81
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