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泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响

郭晓阳,  李婷,  王度,  钟哲强,  孟庆龙,  张彬

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郭晓阳, 李婷, 王度, 钟哲强, 孟庆龙, 张彬. 泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1746-1751.
引用本文: 郭晓阳, 李婷, 王度, 钟哲强, 孟庆龙, 张彬. 泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1746-1751.
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Guo Xiaoyang, Li Ting, Wang Du, Zhong Zheqiang, Meng Qinglong, Zhang Bin. Influence of frequency shift of pump laser on photoacoustic signal for frequency stabilization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1746-1751.
Citation: Guo Xiaoyang, Li Ting, Wang Du, Zhong Zheqiang, Meng Qinglong, Zhang Bin. Influence of frequency shift of pump laser on photoacoustic signal for frequency stabilization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1746-1751.
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泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响

  • 1.

    四川大学 电子信息学院,四川 成都 610064;

  • 2.

    中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 成都 610041;

  • 3.

    中国工程物理研究院 太赫兹研究中心,四川 绵阳 621900

基金项目: 

中物院-川大协同创新联合基金(xtcx2013003);四川省教育厅创新团队计划资助(13Td0048)

详细信息
    作者简介:

    郭晓阳(1989-),男,硕士生,主要从事太赫兹方面的研究工作。Email:pctcp@foxmail.com

  • 中图分类号: TN248

Influence of frequency shift of pump laser on photoacoustic signal for frequency stabilization

  • 1.

    College of Electronics and Information Engineering,Sichuan University,Chengdu 610064,China;

  • 2.

    Research Center of Laser Fusion,China Academy of Engineering Physics,Chengdu 610041,China;

  • 3.

    Terahertz Research Center,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China

  • 摘要: 在CO2激光泵浦的气体太赫兹源中,泵浦激光的频率稳定性控制问题十分关键。针对基于光声效应的泵浦源稳频技术,理论分析和数值模拟了光声信号的探测条件(光声腔内气压、传声器灵敏度等)对微弱光声信号检测的影响,进而对探测条件进行了优化。在此基础上,进一步分析了泵浦激光频率在气体吸收谱线中心频率附近漂移时光声信号的变化规律。结果表明:在实际工作中,为了实现高精度的稳频,需要将光声腔的气压控制在低压范围内,并采用高灵敏度的光声传感器;当泵浦激光频率产生漂移时,利用探测到的微弱光声信号通过反馈系统可以精确地改变激光器的腔长,以实现高精度的光声稳频,且频率漂移范围可控制在MHz量级以内。
    Abstract: The frequency stability of CO2 pumping laser is of great importance for optically pumped terahertz(THz) gas laser. Aimed at frequency stabilization technique based on photoacoustic effect, the influence of detective conditions on the detection of weak photoacoustic signal in photoacoustic cell was theoretically analyzed and numerically simulated and the detective conditions were further optimized for high-precision detection of photoacoustic signal, including the pressure of methanol gas and the microphone sensitivity. On the basis, the variation of photoacoustic signal with the frequency shift of the pump laser from the center of the absorption line was analyzed. The results show that the low pressure condition and highly sensitive microphone are the keys for achieving high-precision photoacoustic frequency stabilization. When the laser frequency of CO2 pumping laser shifts from the center of the absorption line, the cavity length can be adjusted accurately by the regulation of feedback photoacoustic signal to ensure the frequency stability of output laser, and the frequency shift could be controlled within the magnitude of megahertz.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-08
  • 修回日期:  2014-11-20
  • 刊出日期:  2015-06-25

泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响

  • 1. 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610064;
  • 2. 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 成都 610041;
  • 3. 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心,四川 绵阳 621900
    • 作者简介:

    郭晓阳(1989-),男,硕士生,主要从事太赫兹方面的研究工作。Email:pctcp@foxmail.com

  • 收稿日期: 2014-10-08
  • 修回日期: 2014-11-20
  • 刊出日期: 2015-06-25
基金项目:

中物院-川大协同创新联合基金(xtcx2013003);四川省教育厅创新团队计划资助(13Td0048)

  • 中图分类号: TN248

摘要: 在CO2激光泵浦的气体太赫兹源中,泵浦激光的频率稳定性控制问题十分关键。针对基于光声效应的泵浦源稳频技术,理论分析和数值模拟了光声信号的探测条件(光声腔内气压、传声器灵敏度等)对微弱光声信号检测的影响,进而对探测条件进行了优化。在此基础上,进一步分析了泵浦激光频率在气体吸收谱线中心频率附近漂移时光声信号的变化规律。结果表明:在实际工作中,为了实现高精度的稳频,需要将光声腔的气压控制在低压范围内,并采用高灵敏度的光声传感器;当泵浦激光频率产生漂移时,利用探测到的微弱光声信号通过反馈系统可以精确地改变激光器的腔长,以实现高精度的光声稳频,且频率漂移范围可控制在MHz量级以内。

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