【摘 要】
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在光波干涉测量、光学传感、微波光电子和激光雷达等领域，大频差双频激光器都有着十分广泛的应用。当以双频激光器作为绝对距离干涉测量系统的光源时，为了提高测量精度，要求合成
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在光波干涉测量、光学传感、微波光电子和激光雷达等领域，大频差双频激光器都有着十分广泛的应用。当以双频激光器作为绝对距离干涉测量系统的光源时，为了提高测量精度，要求合成波长尽可能小，而合成波长与双频激光的频差成反比，即要求双频激光器的频差要尽可能大。因此，研究大频差双频激光技术具有十分重要的意义。 论文首先介绍了LD泵浦Nd∶YAG固体激光器的组成及工作特性和几种双频激光产生方法，分析了扭转模腔的选模原理;在此基础上，设计了一种基于扭转模选模原理的大频差可调谐双腔双频Nd∶YAG激光器研究方案，该方案在Nd∶YAG晶体两侧各放一个λ/4波片，并保证两个λ/4波片的快轴（或慢轴）互相垂直，形成扭转模腔结构以消除增益的空间烧孔效应，在驻波激光腔放置一只偏振分光棱镜，并构成直线驻波腔（简称直线腔）和直角驻波腔（简称直角腔），这两个驻波腔（即直线腔和直角腔）共用相同的激光介质和纵模选择元件，使1064nm激光p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单频振荡，从而获得偏振态正交的双频激光同时振荡输出。 建立了LD泵浦双腔双频Nd∶YAG激光器实验系统，对激光器单腔振荡和双腔同时振荡时的功率特性、模谱振荡特性、频率和频差调谐特性进行了理论分析与实验研究;通过改变直线腔和直角腔各自的长度调谐相应谐振腔内单频激光的振荡频率，从而调谐1064nm双频激光频差大小。研究结果表明:通过微调直线腔和直角腔的长度，可以使1064nm正交线偏振双频激光的频差在几GHz到约150GHz范围内连续可调谐，实验观察到的频差调谐范围为7.4GHz～76.3GHz。 本论文的扭转模大频差双腔双频Nd∶YAG激光器的设计方案是可行的，本方案可以实现大频差连续可调谐正交线偏振双频激光输出，为双频激光技术的进一步研究打下了坚实的基础。
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