介绍了633 nm半导体激光频标系统，高重复频率锁相飞秒激光器系统和绝对频率测量系统的建立以及测量碘分子超精细跃迁绝对频率的系统方案。633 nm半导体激光频标采用三次微分稳频方法，将激光频率锁定在碘分子谱线上，获得0．5 mW的稳频激光输出。飞秒激光稳频系统通过锁相电路将飞秒激光的高重复频率(760 MHz)和初始频率稳定在微波频率标准上，从而得到稳定的飞秒光梳，其稳定度优于6．44×10^－13。在此基础上建立了绝对频率的直接测量系统，即利用波长计直接测量光梳的齿数n，并通过拍频法，测出633 nm半导体激光频标与飞秒光梳的差频，从而计算出相应谱线的绝对频率。这样，通过锁相飞秒激光器，建立了微波频率标准到光学频率标准的传递，为进一步的基础研究工作奠定了基础。

首先讨论了半导体激光器外腔结构参量对激光连续可调范围影响的理论计算方法,给出了Littrow结构外腔半导体激光器调谐范围的计算结果.然后介绍了半导体激光器外腔结构参量的具体设计,利用该设计得到了出射激光线宽小于1 MHz、连续可调谐范围可达3 GHz的780 nm波段外腔半导体激光器.接着讨论了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频,优化激光频率短期稳定度的方法.最后根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出.

研究了利特罗(Littrow)结构外腔半导体激光器的结构参量对激光连续可调范围的影响。给出了反射镜转轴等处的机械加工误差对激光波长连续可调范围所造成的影响的数值计算结果。介绍了半导体激光器外腔结构设计的具体细节要点。利用该设计制作的外腔只需要配合商用半导体激光管便可以得到优质的780 nm激光输出,经测量其线宽小于1 MHz,连续可调谐范围大于3 GHz。利用腔外Rb饱和吸收谱的三、五次谐波稳频方法对半导体激光器进行了稳频。其中提出了优化激光频率短期稳定度的方法,并对调制深度的选择给出了详细的理论解释。根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出。

介绍了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波和五次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频的原理,分析了使用这两种稳频方法对半导体激光器进行稳频时所得到的激光频率短期稳定度的理论估算方法,提出了通过选取最佳调制深度来优化短期稳定度的方法和原理,并在理论上比较了两种稳频方法得到的短期稳定度的差异。然后讨论了半导体激光稳频电路系统的设计,并利用该电路系统,分别用三次谐波和五次谐波稳频的方法将半导体激光器的频率锁定在的87Rb饱和吸收的F=2→F′=3,1线上,并使用我们提出的短期稳定度优化方案进行稳定度优化,通过对误差信号的分析,估算出的频率稳定度达到10-12的量级,使用采集到的误差信号在实验上比较了两种稳频方法所得的稳定度的,其结果和理论基本吻合。

本文深入讨论了脉冲对撞锁模(CPM)技术中,两脉冲在可饱和吸收体内对撞的过程,建立了描述此过程的物理图像,并由此得出了关于脉冲对撞锁模物理机制的简明而清晰的新解释。

本文讨论了饱和光栅的物理机制,分析了对撞锁模中的瞬态饱和光栅现象及其作用。分析表明,瞬态饱和光栅作用不足以用来解释对撞锁模技术提高饱和吸收体脉冲压缩效率的物理机制。