研制了一套基于数字反馈稳频的便携式瓦斯浓度遥测装置，采用电流和温度双重反馈稳频的策略抑制了激光器波长的长期漂移，同时也保证了光功率的长期稳定性。实验结果表明，9 h内激光器波长的长期漂移小于1.2 pm，光功率保持稳定，保证了瓦斯浓度的长期连续稳定的测量；不同距离下浓度测量值重复性较好，浓度波动小于5%，满足实际环境中(如天然气管道泄漏、煤矿等)瓦斯浓度测量需求。

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。