實驗名稱：全電光快速線性寬帶調頻實驗系統

測試設備：電壓放大器、波形發生器、示波器、高壓探測器等。

實驗過程：

圖1：快速線性寬帶調頻Nd：YVO4激光系統

快速線性寬帶調頻激光器的系統結構如圖1所示。諧振腔長為65mm。諧振腔透過率為10%。在4W的吸收泵浦功率下，插入厚度為0.2mm，反射率為70%的標準具后，通過調整標準具傾斜角度得到了0.9W左右的單頻輸出。將RTP電光標準具（RTPetalon）和RTP電光調頻晶體（RTPcrystal）組成的調頻裝置以圖示順序安裝到諧振腔中。插入諧振腔內的高反射率普通標準具和高反射率RTP電光標準具引入了較大的諧振腔損耗，同時RTP電光調頻晶體也會引入插入損耗，這些損耗導致激光輸出功率的下降。在對腔內元件位置和角度等進行優化后，我們得到了160mW的穩定單頻輸出。

圖2：FPI監測的單頻激光輸出

雙標準具的應用進一步增強了駐波諧振腔單頻輸出的穩定性。激光器單頻輸出模式如圖2所示。RTP電光標準具和RTP電光調頻晶體利用電光晶體的線性電光效應來實現快速頻率調諧，它們分別與兩個電壓放大器連接。該電壓放大器接收由信號發生器出的初始電壓信號，可將頻率從DC到1kHz的初始信號放大1000倍，并輸出0~±5kV的電壓信號。

圖3：電壓放大器放大性能測試系統

同步調頻要求外加電場電壓以同步方式施加給RTP電光標準具和RTP電光調頻晶體，我們首先利用高壓探測器（對兩個高壓放大器的同步放大性能進行測試，測試系統如圖3所示。

信號發生器設置為雙通道同步輸出狀態，兩個高壓放大器分別連接任意波形發生器的1和2通道。放大器將信號電壓放大1000倍，同時在兩個并聯輸出端口輸出完全相同的電壓，一個端口直接連接RTP晶體，另一端口連接高壓探測器。高壓探測器將電壓縮小1000倍輸送到四通道示波器。圖中信號發生器的1和2通道分別連接到示波器的1和2通道，同時分別連接兩個高壓放大器的輸入端口。高壓探測器的輸出信號分別連接示波器的3和4通道，由示波器可同時觀察并記錄4個通道的電壓輸出狀態。

實驗結果：

圖4：RTP電光標準具（RTPetalon，實線）和RTP電光調頻晶體（RTPcrystal，虛線）的同步掃描電壓，插圖：零值附近的非線性電壓變化

圖4展示了200Hz的三角波形電壓的放大數據測試結果。施加在RTP電光標準具和RTP電光調頻晶體上的同步三角波電壓的幅值分別為1300V和5800V，電壓信號的偏移均為零，即電壓正負方向的幅度基本一致。從測試結果來看，電壓放大器能以近乎理想的放大性能對200Hz三角波信號進行放大（重復頻率超過200Hz，放大性能有所減弱），信號之間的同步變化狀態良好。

在實驗中，我們按照圖4的信號形式分別給RTP電光標準具和RTP電光調頻晶體施加電壓，獲得了對稱三角波形快速線性寬帶調頻激光輸出。在此基礎上，我們將對調頻激光的帶寬、線性度和單頻輸出線寬等進行測試。

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審核編輯 黃宇