连续激光光腔衰荡法精确测量高反射率研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 龚元 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-06-11 |
| 授予单位 | 中国科学院光电技术研究所 |
| 授予地点 | 光电技术研究所 |
| 导师 | 李斌成 |
| 关键词 | 光腔衰荡 高反射率 宽谱 半导体激光器 自混合 频率选择性光反馈 |
| 其他题名 | Continuous-wave cavity ring-down technique for accurate measurement of high reflectivity |
| 学位专业 | 光学工程 |
| 中文摘要 | 高反镜的广泛应用和高反膜性能的不断提高，使高反射率测量的需求日益迫切。现有技术存在成本高、装置复杂、测量精度难以提高等诸多限制。针对这种现状，本文提出了两种新的连续激光光腔衰荡技术，能得到高精度、高可靠性的高反射率测量结果。 本文提出了宽谱连续波光腔衰荡技术用于测量高反射率，推导了宽谱连续波光腔衰荡信号的频域和时域表达式。建立了宽谱连续波光腔衰荡实验装置，采用锁相方式探测光腔输出信号一次谐波的振幅和相位随调制频率的变化曲线，构造同时含有幅频和相频信息的均方差拟合函数，拟合得到光腔衰荡时间。在此基础上，提出了一种连续波复合衰荡光腔技术，用直腔和折叠腔测量相结合的方法，由两种腔型光腔衰荡信号一次谐波的振幅比值和相位差值构造误差函数，通过拟合同时得到直腔衰荡时间和折叠腔衰荡时间，从而同时确定腔镜反射率和待测镜反射率，提高了测量精度。另一方面，提出了时域拟合方法用于分析稳态光腔衰荡信号，与频域探测和拟合方法同时使用，可以提高宽谱连续波光腔衰荡技术的可靠性。 针对脉冲光腔衰荡技术中存在的模式失配问题，提出了基于光束传输矩阵的脉冲光腔衰荡理论，将其用于分析模式失配对光腔衰荡测量的影响。数值模拟结果表明，模式失配情况下对脉冲光腔衰荡信号取对数后采用直线拟合得到的光腔衰荡时间比传统的单指数衰减拟合方法更为准确。 基于半导体激光器的自混合效应，提出了自混合光腔衰荡技术用于测量高反射率，建立了自混合光腔衰荡实验装置，得到了自混合光腔衰荡信号，并利用方波下降沿关闭半导体激光器后实现指数衰减信号探测。实验结果表明，当腔镜反射率大于99.99%时，高反射率测量的重复性精度优于1ppm。通过引入仪器响应函数，采用多参数拟合同时确定衰荡时间和系统响应时间，消除了系统响应时间对高反射率测量的影响。比较了自混合光腔衰荡和宽谱连续波光腔衰荡方法，两种方法对同一样品的测量结果非常一致。在此基础上，通过去除腔镜直接反射回激光器的一次反射光，提出了基于频率选择性光反馈的光腔衰荡技术，使激光功率到衰荡腔的耦合效率始终比较高，而且大大降低了对衰荡腔镜的调节精度要求，提高了测量效率。 基于自混合光腔衰荡和频率选择性光反馈光腔衰荡技术，开展了高反射率测量仪的研制工作。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-11-19 |
| 页码 | 133 |
| 源URL | [http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/280]  |
| 专题 | 光电技术研究所_光电技术研究所博硕士论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 龚元. 连续激光光腔衰荡法精确测量高反射率研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：光电技术研究所
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