提出了一种噪声下非重复瞬态弱信号感知灵敏度增强方法。在双相干光频率梳（OFC）频谱克隆接收系统的基础上，利用声光频移器和光耦合器分别对本振OFC和信号OFC进行多路复制，使得瞬态弱信号频谱被分割的子信道成倍增加。在接收端灵敏度范围内，各子信道频谱被下变频至同一中频，并在频域中同步累加，累加后瞬态信号的感知信噪比（SNR）以倍数增加。利用梳齿个数为9的频谱克隆接收机对带宽为18 GHz的瞬态噪声信号进行感知，当本振OFC和信号OFC进行1、2、3路复制时，瞬态信号的感知灵敏度增益分别提升至12.63 dB、14.04 dB、15.43 dB。与双相干OFC频谱克隆接收结果相比，所提结构的SNR提升了3.0 dB、4.5 dB、5.9 dB，并进一步讨论了分路损耗对SNR改善比的影响。所提方案基本上不增加OFC生成模块的复杂度和频谱覆盖范围，实现了SNR倍增式增强。

基于声光频移器设计的反馈环路, 对397.5 nm紫外激光功率起伏进行反馈抑制。整套系统通过比例积分电路得到的误差信号来改变声光频移器的射频功率, 利用声光频移器的布拉格衍射方式对激光功率进行控制, 从而实现激光功率的长时间稳定。另外还对通过倍频产生的紫外激光特性进行了分析。最后, 通过反馈系统在时域上实现了紫外激光功率的相对起伏, 由±11.739%降至±0.053%, 稳定度改善约220倍; 在频域1~8000 Hz范围内, 其功率谱密度得到明显的降低; 在5 kHz频率处, 功率谱密度由9.6×10-5 dBV·Hz-1/2改善为1.9×10-6 dBV·Hz-1/2。

基于光纤延时声光调制器(AOM)频移自差拍法实验研究了不同线宽激光的功率谱特性，并作了相关的仿真分析；同时，提出了利用短光纤测量窄线宽激光器线宽的一种简单方法。当光纤延时时间小于激光器的相干时间时，自差拍频谱的3 dB带宽不能直接用于标定激光线宽。理论分析和实验均表明，此时激光的线宽信息主要由自差拍频谱中两翼的周期性振荡成分决定，几乎不受中央尖峰的影响。根据最小二乘法理论，对实验所测的自差拍频谱进行理论拟合可获得待测激光的线宽。该方案基本不受延时自差拍系统最小分辨率的限制，可以用于激光线宽的快速测量，特别是窄线宽激光的测量。

本文基于声光频移器，采用光电反馈方式实现了激光强度的稳定控制。根据声光频移器的布拉格衍射对激光强度的调节作用，以光电反馈得到的反馈电信号控制驱动声光频移器的射频功率大小，进而对声光频移器的输出激光强度进行稳定，激光在47 kHz以下的低频噪声实现最大抑制比为15 dB。实验结果基本满足了所要求的激光稳定度。此外还分析了整个回路的响应特性，测试了除反馈电路之外其他部分的相移特性。

傅里叶望远镜成像技术，综合了激光主动成像技术、光学合成孔径技术和相位闭合技术是一种新的高分辨率成像探测技术。激光频移的效果是影响傅里叶望远镜成像质量的重要因素，特别是使用大功率、宽光束和宽调制带宽激光的系统。构建了不同的误差模型，推导了频移误差在系统中的传递函数，利用仿真实验分析其对系统成像的影响，得到了对应的误差影响分析。结果表明，频移精度和稳定度严重影响到系统的成像效果，部分情况下含有误差的反演图像与理论反演图像的施特雷尔值已降到0.2，因此合理的设计和选择声光频移器是改善系统成像的一个关键因素。

为了进一步提高1.5 μm 波段激光器的频率稳定性,利用声光调制器(AOM)的频移特性使激光发生频移,将乙炔(12C2H2)的υ1+ υ3 带的P9 支吸收峰作为参考频率,通过两条频移的吸收谱线产生类色散鉴频曲线,实现对外腔半导体激光器的无调制频率锁定。实验中把以前直接对激光器的调制转移到声光调制器上,避免了直接调制所引入的额外噪声,通过闭环锁定,50 s 内典型的频率起伏达到5.8 MHz 以内,激光器的频率起伏较自由运转时明显得到抑制,实现了激光频率的稳定。

将激光器锁定到合适的参考频率标准上,可以有效地改善激光器的频率稳定性。采用两个声光调制器(AOM),使铯原子D2线饱和吸收光谱分别发生Ω±Δ绝对频移;通过改变射频压控振荡器(RF VCO)的Vf端口直流电压调节相对频移间隔Δ,当相对频率间隔选择合适时两信号相减得到了类色散型鉴频曲线。实验中实现了852 nm光栅外腔半导体激光器相对于铯原子D2线6S1/2 F=4??6P3/2 F′=5超精细跃迁线(中心频率ν0)的无调制偏频锁定(锁定后中心频率ν0＋Ω,偏频量为Ω)。由闭环锁定后的误差信号估计,50 s内典型的频率起伏小于±270 kHz,较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏14 MHz有显著的改善。该方法可避免对激光器直接进行频率调制的常规饱和吸收锁频方案所引入的额外频率噪声和强度噪声。

对于单纵模半导体激光器(LD),应用往返两次通过一个声光频移系统的方法,结合铯原子饱和吸收稳频技术,实现了激光频率相对于铯原子D2线62S1／2(F=4)→62P3/2(F′=5)超精细跃迁的偏频锁定。其特点是可通过调谐声光频移系统的工作频率方便地改变偏频量,而不需要对光路进行再调整。

本文介绍了利用工作于Bragg衍射的Ge晶体声光调制器作为外差系统中的频移器来测量外差系统的噪声等效功率(NEP)的方法。该方法具有测试系统简单、信号光功率、偏频可调的优点。实验测试与理论分析吻合。