提出了一种新的基于预热温度轨迹规划和轨迹跟踪的塞曼稳频激光器预热控制方法。根据纵向塞曼激光器稳频控制过程的特点,规划了预热过程中谐振腔的一阶指数温度轨迹,以在不同温度环境下兼顾预热效率和稳频效果。采用预测函数控制(PFC)算法,通过预测输出的滚动优化和反馈校正,使激光器谐振腔温度精确跟踪规划轨迹上升直至逼近预设温度阈值θ_set。最后,建立纵向塞曼激光器预热及稳频控制系统,在不同环境温度下对本文预热方法进行实验验证。实验结果表明,在15～25℃内,基于本文控制方法的稳频系统可在16 min内完成预热和激光频率锁定,且不同环境温度下的锁定温度变化范围<0.4℃,相应的中心频率环境温度漂移<0.25 MHz(相对漂移0.5×10^-9)。该方法为提高稳频系统的预热效率和稳频效果提供了一种新的技术途径。

提出了一种基于横向塞曼激光器的滚转角测量系统,实现了大范围、高精度的滚转角测量。系统利用四分之一波片将横向塞曼激光器射出的正交线偏振光轻微椭偏化,检偏器作为滚转角传感器跟随被测件转动,再用光电探测器检测出射光的相位变化,得到检偏器的滚转角变化。这时相位变化与转角成非线性关系,在特定的角度上出现测量转角的灵敏度倍增区。采用这种方法,可以实现大范围的滚转角测量,并且在特定的角度上得到很高的灵敏度。使用分辨率为0.01°的相位计,滚转角的测量分辨率达到0.00018°。

提出由稳频纵向塞曼激光器(SLZL)输出的角频率为ω2和ω1的左、右旋圆偏振激光束的琼斯矢量表示法,并求得外差光纤传感器中参考光束和信号光束拍频光电流的严格公式。这些公式包容了传感器内的各种光学元件对双频左、右旋圆偏振激光束的相位延迟和偏振态改变。它们不仅给出与实验结果符合很好的相位差公式,而且还能说明实验过程中必然出现的一些物理现象和规律。

本文介绍采用拍频曲线晶振基准法首次在Uniphase 1007型长寿命商品He-Ne激光管上实现了无压电陶瓷调谐元件的塞曼双频稳频,采用可调永磁供磁,达到光频长期漂移5×10-9;双频双线偏振分离度1/60;双线偏振正交度89.5°;入锁及锁定情况良好.给出了塞曼双频激光器的调试技术.描述了输出光束偏振状态和纵模数关系的一个物理现象.