稳频激光器系统中超稳腔的选择

PDH稳频技术原理是激光器发出激光后，激光经过电光调制器对激光进行一个射频电光的相位调制，经过调制后的信号，再经过一个PBS（偏振分束镜）和一个波片（(λ/4）进入我们的超稳腔与超稳腔进行谐振，反射出来的光再次经过偏振分束镜和波片被反射到光电探测器中，然后对其进行相位解调后得到误差信号，误差信号通过混频器以及低通滤波器进行处理后，得到的信号反馈到激光器的压电陶瓷或其他响应部件进行补偿频率，最终实现激光器另一路激光输出频率的稳定。

PDH稳频技术的核心是通过光学超稳腔产生一个误差信号，其核心部件就是光学超稳腔，超稳腔的性能直接影响了最终输出的激光频率的稳定性。所以光学超稳腔的选择显得尤为重要。

在为您的应用选择理想的腔体设计时要考虑的因素包括：线宽: 在稳频激光器系统中，线宽越窄，激光的频率越集中，输出激光的频率就会越稳定。所以超稳腔的线宽越窄越好。

自由光谱范围(FSR）:相邻两个峰之间的间距。

精细度：自由光谱范围与线宽的比值即为精细度，精细度越高，波长的锁定性越好，输出激光频率的稳定性就越好。

工作环境(温度、振动)以及对于稳定性要求（包括短期和长期-可容忍的漂移程度）等，这些参数都会影响稳频激光系统其输出激光频率的稳定性。

F-P腔：F-P腔其优点为充分利用工作物质，使光束在整个工作物质内振荡，可用于大功率输出脉冲激光器。此外，激光束在腔内没有聚焦，在高功率激光器中不会击穿或损伤光学元件，非常适合用来搭建超稳激光系统来用于光学研究和工业生产。

 

 

F-P超稳腔的腔类型	自由光谱范围FSR(GHz)	应用&性能
圆柱腔体（10mm长，50mm直径）	1.5	原子物理中激光稳定的主力；用于线宽>50Hz
凹口腔体（100mm长，50mm直径）	1.5	用于线宽<50Hz；热噪声极限；阿伦方差~1×10-15
凹口腔体（100mm长，100mm直径）	1.5	对于最低的加速度灵敏度；热噪声极限；阿伦方差~1×10-15；加速度灵敏度<5×10-11/g
球形腔体（50mm直径）	3	用于需要腔体特别坚固的场合；可以做成光纤耦合，易于携带；加速度灵敏度~2×10-10/g
角锥腔体（25mm）	6	用于需要小尺寸腔体的场合；可以做成光纤耦合；加速度灵敏度~2×10-10/g
200mm-300mm长	750MHz/500MHz	腔长可定制！