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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張倉睿
研究生(外文):Cang-Rui Zhang
論文名稱:共振腔結構對體積全像光柵外腔雷射穩定度之探討
論文名稱(外文):Stability Analysis of Resonant Cavity Structure to VHG external cavity laser
指導教授:莊賀喬莊賀喬引用關係
指導教授(外文):Ho-Chiao Chuang
口試委員:林育如劉怡維張銘顯
口試委員(外文):Y–J LinYi-Wei LiuMing-Shien Chang
口試日期:2012-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:外腔雷射雷射冷卻體積全像光柵
外文關鍵詞:External Cavity Diode LaserLaser coolingVolume Holographic Grating
相關次數:
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本研究利用體積全像光柵(Volume Holographic Grating, VHG)並搭配矽彈簧晶片為其夾治具,自製兩台不同結構的外腔雷射。第一台容易校正、控制,並且有著較佳的機械穩定性。由於其較短的腔長(15 mm),使掃頻範圍可輕易達到9.6 GHz。若加上電流的前饋(feed-forward)裝置,則其掃頻的範圍可達16 GHz以上。此雷射可被穩頻在銣原子D2吸收頻率,並依此測量出雷射線寬為885 KHz。另一台雷射則具有較小的體積(25×25×46.5 mm3),較長的腔長(29.5 mm)。我們同時設計密閉之雷射外殼,使得我們可以將其抽真空至300 mtorr,以研究外界空氣擾動及室溫變化對雷射的影響。最後我們可將此雷射穩頻1小時以上。

This thesis presents two external cavity diode laser (ECDL) systems, each utilizing a volume holographic grating (VHG) and a micro-fabricated silicon flexure as the VHG holder. One laser is aimed for easy assembly, controllability, and better stability of the laser cavity. It has a cavity length of 15 mm, and its mode-hop-free tuning range is 16 GHz (9.6 GHz) with (without) feed-forward on the diode injection current. The laser frequency was stabilized to a D2 transition of rubidium at 780.247 nm, and its linewidth was measured as 850 kHz in 500s. The other laser has a longer cavity length (29.5 mm) and a smaller overall size (25×25×46.5 mm3). This laser is hosted in a hermitically sealed box which is under vacuum (300 mtorr), in order to isolate the laser from ambient perturbations. Finally, this laser is also locked on rubidium D2-line more than one hour.

摘 要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 雷射簡介 2
1.2.1 固態雷射 4
1.2.2液態雷射 5
1.2.3氣態雷射 5
1.2.4半導體雷射 7
第二章 基本理論 9
2.1 半導體雷射 9
2.1.1雷射二極體結構 9
2.1.2 半導體晶粒 11
2.1.3 復合與放光機制 13
2.1.4 電流閾值 14
2.1.5 半導體雷射特性 17
2.1.6 半導體雷射模態 18
2.2 體積全像光柵 23
2.2.1 體積全像光柵製作 23
2.2.2 體積全像光柵原理 24
2.2.3 體積全像光柵與表面光柵之比較 27
2.3 外腔雷射 28
2.4 穩頻雜訊 31
2.5 飽和吸收光譜 34
2.5.1 譜線增寬 34
2.5.2 飽和吸收光譜原理 38
2.5.3 交錯訊號 40
2.5.4 雷射鎖頻原理 41
第三章 雷射系統架設與測試 43
3.1 OPT雷射系統組裝 43
3.2 BB雷射系統組裝 48
3.3 BB被動穩頻測試 54
第四章 光路架設與數據分析 60
4.1 光學回授架設 60
4.2 飽和吸收架設 62
4.2.1 前饋 63
4.3雷射穩頻 65
4.4 線寬量測 67
第五章 結論與未來展望 69
5.1 結論 69
5.2 未來展望 69
參考文獻 71
附錄 73


[1] 余怡德,玻色愛因斯坦凝結,物理雙月刊廿四卷一期,台灣, 2002。
[2] 蘇蓉容,廖彥安,余怡德, 雷射冷卻與低溫原子的非線性光譜,物理雙月刊廿二卷五期,P443,台灣,2000。
[3] A. S. Arnold, J. S. Wilson, and M. G. Boshier "A simple extended-cavity diode laser," Review of Scientific Instruments, Vol. 69, No. 3, pp .1236-1239 ,1998.
[4] A.L. Schawlow and C.H. Townes,” Infrared and Optical Masers”,Phys.Rev.112,1940,1958.
[5] T.H. Maiman,” Stimulated Optical Radiation in Ruby ” Nature 187,493,1960.
[6] 黃錦賢,”雷射加工能力本位訓練教材 認識雷射種類 ”,職業訓練局PMT-LSP0104,2001
[7] cvimellesgriot.com
[8] 盧廷昌、王興宗,半導體雷射導論,台北:五南圖書出版公司,2008。
[9] R. N. Hall, G. E. Fenner, J. D. Kingsley, T. J. Soltys, and R. O. Carlson, ”Coherence Light Emission from GaAs Junctions” Phys. Rev. Lett.9,366,1962.
[10] T. M. Quist, R. H. Rediker, R. J. Keyes, W. E. Krag, B. Lax, A.L.McWhorter, H. J. Zeigler, “Semiconductor maser of GaAs” Appl. Phys. Lett. 1,91,1962.
[11] N. Holonyak Jr. and S. F. Bevacqua, “Coherent Visible Light Emission From Ga(As1-xPx) Junctions” Appl. Phys. Lett.1,82(1962)
[12] K. P. O’Donnell and X. Chen, “Temperature dependence of semiconductor band gaps”, Appl. Phys. Lett., Vol. 58, No. 25, 1991.
[13] Erwin Loewen , Diffraction grating handbook ,5th ed,chapter 4, New York,2000.
[14] D. Gabor, “A new Microscopic principle,” Nature 161, 777-778 ,1948.
[15] Volume Holographic Grating, technical paper, Ondax Inc. 2005.
[16] Christophe Moser, Lawrence Ho, Frank Havermeyer,”Self-aligned non-dispersive external cavity tunable laser ”, optics express, Vol. 16, No. 21,16691, 2008
[17] Toptica BR tunable diode lasers.
[18] 張振清,雙頻都卜勒吸收光譜半導體雷射穩頻於 133Cs D 2 -line 方法之研究,碩士論文,國立東華大學應用物理研究所,花蓮,台灣,2010。
[19] Daniel Adam Steck, Rubidum 87 D Line Data, Available online at http://steck.us/alkalidata/
[20] R. A. Macfarlane, W. R. Bennett, Jr., and W. E. Lamb, ”Single mode tuning dip in the power output of an He-Ne optical maser”,Jr. Appl. Phys. Lett. , 2, pp.189-190 (1963).
[21] A. Szoke and A. Javan, “Isotope Shift and Saturation Behavior of the 1.15-μ Transition of Ne”, Phys. Rev. Lett. , 10, pp 521–524 (1963).
[22] C.Borde ,”Spectroscopie moleculaire” Compt. Rend. Acad. Sci., 271 , pp.B371-B374 (1970).
[23] T. W. Hanch, M. D. Levenson & A. L. Schawlow, “Complete Hyperfine Structure of a Molecular Iodine Line”, Phys. Rev. Lett. , 26, pp.946–949 (1971).
[24] Daniel Adam Steck, Rubidum 87 D Line Data, Available online at http://steck.us/alkalidata/.


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