电压放大器在压缩光的F-P腔器件与成像系统中的应用

实验名称：压缩光的F-P腔测量实验

测试设备：电压放大器、信号发生器、示波器、激光器、探测器等。

实验过程：

图1：左为F-P腔实物图，右为F-P腔结构图（1.压电陶瓷，2.凹面对1064nm波长高反镜，3.胶木，4.紫铜，5.珀尔帖元件，6.螺旋微调块，7.对1064nm波长增透镜，8.铝壳，9.殷钢）

在压缩光实验中，多处使用频率稳定性高的控温F-P腔。图1左侧和右侧所示分别为控温F-P腔的实物图和结构图。实验中，使用的温控仪，可输出3.7V的直流信号控制珀尔帖元件，实现加利用F-P腔内部的珀耳帖元件和热敏电阻，把F-P腔的温度控制在25℃左右。当热敏电阻监测到F-P腔内温度低于25℃时，控温仪就会输出电压，珀尔帖元件开始加热；当温度达到25℃时，控温仪就会停止供电，珀尔帖元件停止加热。温控F-P腔控温范围为0～100℃，控温精度±0.1℃。

图2：F-P腔监测光路图

图2所示为F-P腔的监测光路图。激光器输出波长为1064nm的红外光经过透镜F1准直为近似平行光后，经过分束器（H1和G组成）和透镜F2后进入F-P腔。光电二极管D将接收到的光信号转换为电信号，通过示波器实时显示出来。

图3：左侧：探测器电路，右侧：F-P腔透射曲线

实验所用的光电二极管电路连接如图3左侧所示。信号发生器产生20Hz的锯齿波信号，由电压放大器放大至180V左右，驱动压电陶瓷。图3右侧是示波器上显示的F-P腔透射峰。当外界因素影响激光器输出稳定性时，透射谱线将发生漂移。因此，可以利用F-P腔对激光器输出稳定性进行实时监测。

实验结果：

图4：谐振腔透射谱

在压缩光实验中，多处用到了谐振腔，并且谐振腔的长度是可调节的。为了检查谐振腔是否装调好，我们也是通过估测其实际精细度的方法来实现的。图4是实验用到的一个谐振腔透射谱，(a)图为加载的三角波信号上升电压对应的透射谱，(b)图为加载的三角波信号下降电压对应的透射谱。我们把加载的三角波信号和透射信号同时用示波器显示出来，便于我们实时测算和调节。

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审核编辑 黄宇