提出一种交叉耦合结构混沌信号源电路, 通过建立非线性混沌模型证明交叉耦合电路满足混沌振荡的条件。将电路拆分成 2个互补的两级混沌电路, 基于左右两边互补特性分析了交叉耦合混沌电路稳定性提升的机制。通过改变输出端口阻抗, 对混沌吸引子和输出信号频谱进行仿真和测试, 结果表明: 交叉耦合混沌电路维持稳定混沌状态的输出端口阻抗由常规混沌电路的 500 Ω以上降为 80 Ω以下, 稳定性提升 6倍以上; 输出混沌信号频谱分三段覆盖 1.5~11.4 GHz频段, 较常规电路提升 50%以上。

针对 Cascode结构振荡器进行研究，通过理论推导和分析，给出两级负阻提升的通用模型，该模型可以被广泛应用于混沌电路设计中，实际电路设计时可以用合适的负阻电路单元替代两级结构中的下级部分，实现电路负阻的提升。仿真设计结果表明，基于该模型设计的混沌电路的混沌振荡基频 f0为 4.2 GHz，f0/fT值达到 0.46，较经典单级电路有较大提升。

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。

首先阐述了实现半导体激光器外调制锁频方案的必要性,并针对一种利用塞曼效应进行外调制稳频的实验方案,详细地阐述了其基本思想和实验原理,以及这种稳频方案相对于一般的内调制饱和吸收稳频技术在实验上的差异.本文给出的具体实验参数和实验结果表明,这种方案相对于其他方案可以获得同等好的锁频质量.不仅如此,本文还给出了塞曼调制稳频和电流调制稳频的锁定频率输出的监视对比情况,从对比结果中,我们可以清楚地看到塞曼调制稳频使得激光器锁定频率无调制输出的优越特性.