目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 半導體激光器發(fā)展歷史與趨勢 1
1.1.1 外腔半導體激光器發(fā)展歷史 2
1.1.2 半導體激光器發(fā)展趨勢 15
1.2 穩(wěn)頻半導體激光器及其應用 17
1.2.1 穩(wěn)頻半導體激光器 17
1.2.2 穩(wěn)頻半導體激光器的應用 20
參考文獻 20
第2章 法拉第激光器概述 27
2.1 法拉第激光器的基本原理 27
2.2 法拉第激光器的結(jié)構(gòu)組成 29
2.3 法拉第激光器的性能特點 30
2.3.1 法拉第激光器的特殊性能 30
2.3.2 法拉第激光器的性能提升及發(fā)展 31
2.4 法拉第激光器的應用場景與需求 35
2.4.1 法拉第激光器的應用場景 35
2.4.2 法拉第激光器的應用需求 36
參考文獻 37
第3章 法拉第激光器專用半導體激光二極管 40
3.1 半導體激光二極管 40
3.1.1 基本原理 41
3.1.2 主要分類 45
3.1.3 性能特點 49
3.2 法拉第激光器專用半導體激光二極管制造工藝技術(shù) 52
3.2.1 半導體材料 52
3.2.2 半導體激光器制造技術(shù) 53
3.2.3 制造工藝流程 55
3.2.4 鍍超低反射率增透膜的激光二極管 58
參考文獻 62
第4章 法拉第原子濾光器 63
4.1 原子濾光器的發(fā)展歷史 63
4.2 基本原理及主要分類 64
4.2.1 多普勒原子濾光器 65
4.2.2 原子共振型濾光器 65
4.2.3 法拉第反常色散型原子濾光器 67
4.2.4 佛克脫反常色散型原子濾光器 68
4.2.5 感生二向色型原子濾光器 70
4.2.6 基于譜燈的原子濾光器 74
4.2.7 基于空心陰極燈的原子濾光器 79
4.2.8 基于鈣原子束的原子濾光器 84
4.3 法拉第原子濾光器原理、工藝及性能 87
4.3.1 基本原理 87
4.3.2 核心制備工藝 88
4.3.3 堿金屬原子氣室 90
4.3.4 法拉第反常色散型原子濾光器 91
4.3.5 佛克脫型原子濾光器 100
4.3.6 MEMS型法拉第原子濾光器 102
4.4 法拉第原子濾光器的理論與仿真 107
4.4.1 介質(zhì)中的電磁波 107
4.4.2 原子的電極化響應 108
4.4.3 堿金屬原子的微觀結(jié)構(gòu)與塞曼效應 113
4.4.4 法拉第旋光效應理論與仿真軟件 118
參考文獻 128
第5章 法拉第激光器方案與技術(shù) 130
5.1 整機技術(shù)方案 130
5.1.1 原子選頻激光器概述 132
5.1.2 磁致旋光效應法拉第激光器 134
5.1.3 感生二向色法拉第激光器 143
5.1.4 磁致旋光效應佛克脫激光器 145
5.2 光學諧振腔 148
5.2.1 諧振腔光路結(jié)構(gòu) 148
5.2.2 線寬壓窄技術(shù) 150
5.2.3 主要光學器件 156
5.3 電路系統(tǒng) 163
5.3.1 控溫電路系統(tǒng) 163
5.3.2 控流電路系統(tǒng) 166
5.4 激光穩(wěn)頻電源 169
5.4.1 一體化穩(wěn)頻電路組成 169
5.4.2 一體化穩(wěn)頻電路關(guān)鍵部件 ——恒流源 173
5.4.3 一體化穩(wěn)頻電路關(guān)鍵部件 ——高精度溫控模塊 175
5.4.4 一體化穩(wěn)頻電路關(guān)鍵部件 ——功率穩(wěn)定模塊 182
5.4.5 激光穩(wěn)頻電路參數(shù)特性 185
5.5 主要性能特征及指標 186
5.5.1 法拉第激光器性能特征概述 186
5.5.2 功率電流 (P-I)曲線 186
5.5.3 抗溫度變化能力 189
5.5.4 抗電流變化能力 191
5.5.5 抗機械振動能力 193
5.5.6 自由運行波長穩(wěn)定性能(含λ-t曲線) 194
參考文獻 195
第6章 法拉第激光器穩(wěn)頻技術(shù) 197
6.1 法拉第激光器的飽和吸收譜穩(wěn)頻 197
6.1.1 基本原理 197
6.1.2 法拉第激光器的飽和吸收譜 199
6.2 法拉第激光器的調(diào)制轉(zhuǎn)移譜穩(wěn)頻 200
6.2.1 基本原理 200
6.2.2 銫原子 852 nm法拉第激光器的單頻調(diào)制轉(zhuǎn)移譜(MTS)穩(wěn)頻系統(tǒng) 201
6.2.3 銫原子 852 nm單頻模式和雙頻模式可切換的法拉第激光穩(wěn)頻 208
6.2.4 銣原子 780 nm法拉第激光器的MTS穩(wěn)頻系統(tǒng) 211
6.2.5 波長可切換的鉀原子法拉第激光器 216
6.3 法拉第激光器的PDH(Pound-Drever-Hall)穩(wěn)頻 221
6.3.1 基本原理 221
6.3.2 法拉第激光器的PDH穩(wěn)頻 232
6.3.3 基于法拉第激光器的回音壁微腔PDH穩(wěn)頻 243
6.3.4 法拉第激光器PDH與原子穩(wěn)頻結(jié)合 251
參考文獻 255
第7章 法拉第激光器推廣應用 258
7.1 法拉第激光器在原子鐘領(lǐng)域的應用 258
7.1.1 法拉第激光器應用于原子鐘的方案 258
7.1.2 法拉第激光器應用于激光抽運小銫鐘 259
7.1.3 法拉第激光器應用于光頻 -微波雙頻原子鐘 262
7.1.4 法拉第激光器應用于冷原子主動光鐘 264
7.2 法拉第激光器在原子干涉重力儀中的應用 267
7.2.1 原子重力儀原理及研究現(xiàn)狀 268
7.2.2 基于法拉第原子濾光器的拉曼激光源 270
7.2.3 法拉第激光器在原子重力儀的應用展望 275
7.3 法拉第激光器在原子磁力儀中的應用 276
7.3.1 原子磁力儀原理 277
7.3.2 法拉第激光器在原子磁力儀的應用前景 278
7.4 法拉第激光器在光通信中的應用 281
7.4.1 激光器作為光通信的光源研究進展 281
7.4.2 法拉第激光器應用于光通信系統(tǒng) 282
7.5 法拉第激光器在激光波長標準中的應用 287
7.5.1 激光波長標準研究進展 288
7.5.2 法拉第激光器作為激光波長標準 289
7.5.3 法拉第激光器應用于混合原子多波長標準 292
7.5.4 法拉第激光器應用于冷原子波長標準 293
7.6 法拉第激光器在超窄帶弱光相干放大的應用 295
7.6.1 法拉第原子濾光器應用于窄帶弱光相干放大的方案 296
7.6.2 法拉第原子濾光器應用于弱光相干放大的作用效果 299
7.6.3 法拉第激光器的大功率相干放大 302
7.7 法拉第激光器在拉曼光譜探測的應用 304
7.7.1 法拉第原子濾光器應用于拉曼光譜探測方案 306
7.7.2 法拉第原子濾光器應用于拉曼光譜探測的作用效果 307
參考文獻 310
第8章 未來發(fā)展趨勢 318
8.1 法拉第激光器未來發(fā)展展望概述 318
8.2 微小型芯片化法拉第激光器 319
8.3 智能集成化法拉第激光器 320
8.4 大功率法拉第激光器 321
8.5 多頻法拉第激光器 322
8.6 量子鎖模法拉第激光頻率梳 327
8.7 法拉第-邁克爾遜激光器 329
8.8 冷原子法拉第激光器 332
8.8.1 基于冷原子的超窄帶寬法拉第原子濾光器 332
8.8.2 基于冷原子的感生二向色型原子濾光器 334
8.8.3 冷原子法拉第激光器 336
8.9 法拉第主動光鐘 337
8.9.1 主動光鐘基本原理 338
8.9.2 法拉第主動光鐘方案 339
8.9.3 法拉第主動光鐘未來展望 342
8.10 光纖與超長腔法拉第激光器 343
參考文獻 345
后記 348
索引 351