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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃崢瑜
研究生(外文):Cheng-yu Huang
論文名稱:微波差頻的光學鎖相
論文名稱(外文):Microwave Heterodyne Optical Phase Lock
指導教授:余怡德
指導教授(外文):Ite A. Yu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:35
中文關鍵詞:微波差頻光學鎖相
外文關鍵詞:Microwave heterodyneoptical phase lock
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以微波波段的頻率對半導體雷射做頻率調變時,雷射會在主頻率之外產生其他頻率的成分,我們稱之為sideband。Sideband 的大小與加入的微波強度成正比,sideband與主頻率間的差距即等於微波頻率。我們以另一台雷射作為主雷射,對sideband 進行注入鎖模,如此一來,兩台不同頻率的半導體雷射之間的相位便可以鎖住。
我們把能進行微波波段頻率調變的雷射稱為FM雷射,為了使FM雷射能符合我們的需求,我們自行設計製造了該雷射的基座。
實驗上,則先以吸收光譜確定FM雷射確實有sideband產生,並利用螢光訊號測量sideband與主頻率間的強度比。接著再觀察兩台雷射間的拍頻,以確定主雷射光與FM雷射的sideband頻率是否有鎖住,若有鎖住,則其拍頻訊號會遠大於沒有鎖住時。
實驗的結果,在微波頻率為3.5GHz左右時,已可成功鎖住主雷射與FM雷射的sideband頻率,然而鎖頻範圍很小,電流稍有變動就會跳鎖。未來的目標是要在微波頻率達6.8GHz時,FM雷射的sideband可以長時間穩定地與主雷射頻率鎖住,以便能將之應用到非線性光譜的實驗中。

第一章 前言....................................1
第二章 原理....................................4
    2.1頻率調變.............................4
    2.2注入鎖頻.............................5
第三章 實驗裝置................................7
    3.1FM雷射...............................7
    3.2儀器的架設...........................8
     3.2.1螢光光譜.........................8
     3.2.2拍頻.............................9
第四章 結果與討論..............................16
    4.1吸收光譜及螢光光譜...................16
    4.2拍頻.................................16
    4.3未來的改進...........................17
附錄A 飽和吸收光譜的原理.......................21
附錄B 微分光譜的原理...........................26
附錄C 回饋鎖頻的原理...........................28
附錄D 雷射二極體的更換方法.....................31
附錄E 波長計的使用方法.........................33
參考資料........................................35

[1]陳韻文,“量子干涉非線性光譜之計算”,清華大學碩士論文,民國89年。
[2]林重維,“黎曼能階對電磁波引發透明的影響”,清華大學碩士論文,民國87年。
[3]Paul Feng and Thad Walker, “ Inexpensive diode laser microwave modulation for atom trapping ”, Am. J. Phys. 63, 905-907 (1995).
[4]許訓嘉,“雷射光冷卻與捕捉銣原子”,清華大學碩士論文,民國86年。
[5]Newport, Projects in Single-Mode Fiber Optics 使用手冊
[6]A. E. Siegman , Lasers ( University Science Book, Sausalito, California, 1986 )
[7]Michael J. Snadden, Roger B. M. Clarke, and Erling Riis, “ Injection-locking technique for heterodyne optical phase locking of a diode laser ”, Opt. Lett. 22, 892 (1997)
[8]R. Kowalski, S. Root, S. D. Gensemer, and P. L. Gould, “ A frequency-modulated injection-locked diode laser ”, Rev. Sci. Instrum 72, 2532 ( 2001 ).
[9]施宙聰,陳智墩,” 穩頻半導體雷射 ”,科儀新知第十四卷第五期,30-39。
[10]Burleigh, WA-1000 Wavemeter 使用手冊。

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