【摘 要】
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非平面环形激光器(NPRO)具有噪声低、单频振荡、线宽窄、可靠性高等优势,在空间相干光通信、相干光束合成、合成孔径激光雷达、相干激光测距、引力波检测、时间与频率基
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非平面环形激光器(NPRO)具有噪声低、单频振荡、线宽窄、可靠性高等优势,在空间相干光通信、相干光束合成、合成孔径激光雷达、相干激光测距、引力波检测、时间与频率基准等方面具有重要应用.其相位噪声(或激光线宽)和输出功率显著优于常用的分布反馈(DFB)半导体激光器,若能将其强度噪声抑制到DFB激光器的水平,则将进一步提升其在现有系统中的应用价值,同时开辟新的应用领域.目前国际上采用光电负反馈技术可将Nd：YAG NPRO 的相对强度噪声(RIN)抑制到-140dB/Hz.本文建立了NPRO激光强度噪声的全量子理论分析模型,通过求解量子朗之万方程,获得了各噪声源到输出强度噪声的传递函数.理论分析表明,激光强度噪声主要表现为各噪声源激发的弛豫振荡,通过光电负反馈,对激光噪声可起到显著的抑制作用.而抑制效果不但取决于反馈电路中的比例、微分、积分(PID)参数的选取,还受到反馈控制带宽和环路延迟的影响.控制带宽越宽、环路延迟越小,对噪声的抑制效果越好.在理论分析的基础上,开展了噪声抑制实验研究,将相对强度噪声从自由运转状态下的-110dB/Hz 抑制到-150dB/Hz,此时激光输出功率为1.04W,线宽小于1kHz.
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