席路 1殷聪 1,*王建波 1石春英 1[ ... ]张超超 1,2
作者单位
摘要
1 中国计量科学研究院几何量计量科学研究所,北京 100029
2 中国计量大学计量测试工程学院,浙江 杭州 310018
3 北京理工大学光电学院,北京 100081
研究了在-20~40 ℃环境温度下633 nm内腔式He-Ne激光管的自由运转特性,设计了激光器系统的预热和稳频控制方案,实现了633 nm内腔式He-Ne激光器的频率稳定。当室温约为24 ℃时,锁定后的热稳频激光器与高精度碘稳定激光器的拍频结果显示,3 h内频率的相对标准不确定度为u=6.4×10-9,阿伦方差为7.0×10-11(采样时间τ=1 s),3个月内的频率复现性优于4.6×10-9。研究了在-20~40 ℃范围内不同环境温度下锁定后输出激光的频率漂移规律,实验结果显示,稳频后激光输出频率随环境温度的漂移量约为293 kHz/℃,与采用压力估算模型计算得到的漂移值268 kHz/℃相一致。因此,当激光器工作在一个较大的温度范围内时,可以通过插值校准来获得更准确的参考输出频率。
激光器 内腔式He-Ne激光器 双纵模 功率平衡 高低温试验 频率漂移 
中国激光
2022, 49(6): 0601002
作者单位
摘要
中国计量科学研究院,北京 100013
为满足精密测量对高稳定激光单色光源功率的要求,研制了全封闭、一体化结构的高功率碘稳频He-Ne激光系统。对该系统所采用的饱和光谱探测原理、吸收峰识别与锁定方法以及激光波长的稳频效果进行了研究。首先,介绍了三次谐波方法探测饱和吸收光谱的基本原理,分析了其消除功率背景的方法。接着,分析了碘稳频激光中一体化谐振腔的稳定性,详细讨论了谐振腔轴向膨胀和横向非对称形变对输出功率的影响。然后,分析了激光输出功率与碘分子饱和吸收峰之间的对应关系,介绍了利用二次谐波信号实现吸收峰识别的可行性,并展示了高稳定谐振腔的长时间锁定能力。最后,分析了高功率碘稳频He-Ne激光波长的稳定度与复现性。实验结果表明:高功率碘稳频He-Ne激光波长抖动标准差为33 kHz,1 000 s稳定度达到4.1×10−13;三个月内激光波长的复现性达到3.3 kHz (7.0×10−12),与国际计量委员会推荐的频率差为3.0 kHz。
碘稳频激光 激光波长标准 波长稳定性 光频标 He-Ne激光 iodine stabilized laser laser wavelength standard wavelength stability optical frequency standard He-Ne laser 
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200111
张彤 1,2,*殷聪 2赵跃进 1钱进 2[ ... ]石春英 2
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电学院 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
2 中国计量科学研究院 长度所 长度量子实验室, 北京 100029
激光会聚铬原子沉积实验所需时间可长达几十分钟至几个小时, 实验过程中要求激光频率的波动小于5MHz, 感生荧光稳频技术能够解决原子沉积实验中激光频率漂移的问题。为了保证激光频率的长时间稳定性, 对稳频系统的误差信号随激光功率及原子炉温度的变化情况进行了研究。结果显示, 在光强为8mW, 原子炉温度为1923K时, 激光频率的长期漂移可抑制到最小, 在200分钟内的频率波动仅有±0.6MHz。同时, 重复实验的结果也表明稳频系统具有很好的稳定性, 从而为原子沉积技术提供了保障, 并提高了沉积实验的重复性。
激光稳频 感生荧光 原子光刻 laser frequency stabilization laser induced fluorescence atom lithography 
光学技术
2019, 45(3): 257
作者单位
摘要
1 中国计量科学研究院, 北京 100013
2 中国兵器装备研究院, 北京 100089
在Cr原子沉积研究中,为了实现Cr原子的激光冷却与汇聚,必须将激光频率锁定在52Cr的425.55 nm7S3→7P04跃迁谱线上。鉴于Cr是高熔点金属,实验中设计并制造了一种通孔型的Cr氦空心阴极放电装置,采用放电溅射的方式制备了Cr原子蒸气,并应用偏振光谱稳频技术实现了激光稳频。该技术简化了实验装置,提高了实验效率。在不需要任何调制器件和锁相放大器的条件下,实验得到了高信号背景比的色散型信号。该信号被用作误差信号,将一台倍频钛宝石激光器的频率锁定在52Cr的7S3→7P04跃迁谱线上。锁定时间大于1 h,激光的频率波动小于±295 kHz。实验表明,该技术适用于高熔点金属的稳频。
激光技术 稳频 空心阴极放电 偏振光谱 
中国激光
2011, 38(10): 1015001
作者单位
摘要
中国计量科学研究院, 北京 100013
介绍了刀口法测温原理。在自主研制的铬原子光刻系统上,利用稳定到52Cr的7S3→7P04跃迁上的真空波长为425.5 nm的激光,对高温原子炉喷射的铬原子束进行了一维多普勒冷却准直。设计搭建了刀口法测温实验装置,对激光多普勒冷却准直效果进行了定量评价。在激光功率为45 mW,失谐量为-2.5 MHz,光斑大小为1 mm×20 mm的条件下,观察到了明显的冷却现象。在此基础上采用刀口法测温,测得激光冷却后铬原子束角分布的半峰全宽为(0.616±0.007) mrad,横向温度为(418±10) μK。这些结果为优化调整铬原子束激光冷却准直实验提供了依据。
测量 原子光刻 激光多普勒冷却 刀口测温法 角分布 横向温度 
中国激光
2011, 38(7): 0708004
作者单位
摘要
1 中国计量科学研究院, 北京 100013
2 中国兵器装备研究院, 北京 100089
3 华北光电技术研究所, 北京 100015
激光二极管(LD)抽运Nd:YAG激光器在精密加工领域得到了广泛的应用。介绍了一种结构简单的用于Al2O3陶瓷片微细钻孔的LD侧面抽运Nd:YAG声光调Q激光器。通过优化谐振腔型提高了光束质量, 在用于Al2O3陶瓷片表面加工微细孔时有效减小了孔的锥度。分析了谐振腔的设计思路, 给出了谐振腔的具体结构。实验表明激光器在10 kHz重复频率时, 基模输出平均功率超过20 W, 脉冲宽度约为200 ns, 双方向光束质量M2因子值均小于1.5。
激光器 基模 陶瓷片 微细钻孔 锥度 
中国激光
2010, 37(S1): 64
作者单位
摘要
中国计量科学研究院, 北京 100013
随着纳米研究和纳米加工技术的发展,国际上越来越重视对纳米测量的有效性和溯源性。国际计量局(BIPM)尺度计量长度工作组(CCL-WGDM)长度咨询委员会先后提出并组织了5次纳米标准样板(NANO1~NANO5)的国际比对。NANO5比对是由丹麦基础计量技术研究院(DFM)主导的。该比对是从2005年1月开始,历时1年多结束。标准样板在12个国家计量研究院所间相互循环校准,形成三个有序的环。主导实验室DFM对比对数据进行了处理,其结果已于2008年7月底公布。比对结果证明中国计量科学研究院的纳米光栅测量装置与国际同行保持同等水平。
纳米计量 溯源 光栅衍射 二维光栅 国际比对 校准 
激光与光电子学进展
2010, 47(11): 110501

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