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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳子傑
研究生(外文):Zi-Jie Chen
論文名稱:以市售鏡座為基礎之體積全像光柵外腔雷射之開發
論文名稱(外文):Development of a mirror-mount based volume holographic grating external cavity diode 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:61
中文關鍵詞:外腔雷射雷射冷卻體積全像光柵Littrow
外文關鍵詞:extended cavity diode laserlaser coolingvolume holographic gratingLittrow
相關次數:
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外腔式雷射二極體已被廣泛應用於例如雷射冷卻,玻色-愛因斯坦凝聚等之超冷原子物理實驗[1]。近年來體積全像光柵(VHG)技術漸漸成熟,並已被用來製作外腔雷射。在本研究,我們使用市售之一吋鏡架、銅彈簧元件與體積全像光柵(VHG),發展出穿透式外腔雷射系統。此雷射構造簡單,元件容易取得及加工。我們將雷射穩頻在銣原子之D2吸收頻率約5小時,並以此測量出雷射線寬為
240 KHz。


Systems of extended cavity diode laser (ECDL) have been extensively adopted in modern atomic experiments, such as laser cooling and Bose-Einstein condensation[1]. In this thesis we report a volume holographic grating (VHG) ECDL, built on a commercial one-inch mirror mount. This system is simple to build, and the parts are easily accessible commercially. Our VHG laser was frequency stabilized to a D2 transition of Rb-87 atoms for 5 hours, and the measured linewidth was 240 KHz in 100 sec.

摘 要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 雷射設計 2
第二章 外腔雷射與光學元件原理 3
2.1 雷射原理 3
2.1.1 吸收 3
2.1.2 自發輻射 4
2.1.3 受激輻射 4
2.1.4 光學共振腔理論 5
2.1.5 基本雷射架構 7
2.2 各類型雷射 8
2.2.1 半導體雷射 9
2.3 外腔雷射 11
2.4 體積全像光柵形成原理與特性 12
2.4.1 干涉原理 13
2.4.2 體積全像光柵 13
2.4.3 反射式體積全像光柵 16
2.5 譜線寬度簡介 17
2.5.1 自然增寬 18
2.5.2 碰撞增寬 18
2.5.3 都卜勒增寬 19
2.5.4 銣元素飽和吸收光譜 20
2.5.5 交錯訊號 22
2.5.6 雷射穩頻理論 23
2.5.7 微分訊號理論 23
2.5.8 線寬量測理論 25
第三章 雷射系統的結構與實驗 27
3.1 雷射系統元件介紹 27
3.1.1 雷射驅動與檢測儀器簡介 30
3.1.2 銣原子氣瓶纏繞線圈 32
3.1.3 布魯斯特窗 34
3.1.4 偏振 35
3.1.5 波片 36
3.1.5.1 二分之一波片 36
3.1.5.2 四分之一波片 36
3.1.6 法拉第隔離器 37
3.2 銅彈簧元件設計 39
3.2.1 銅彈簧片所需的變形量 39
3.2.2 銅彈簧元件有限元素分析 40
3.2.3 銅彈簧元件之彈性係數量測 41
第四章 外腔雷射實驗與實驗原理 45
4.1 雷射系統實驗設計 45
4.1.1 尋找光學回授 45
4.1.2 最佳化光學回授 46
4.2 被動式穩頻 47
4.2.1 雷射溫度改善 47
4.3 飽和吸收光譜測量 50
4.4 雷射鎖頻 52
4.5 雷射線寬量測實驗 57
第五章 結論 59
5.1 實驗結果 59
5.2 未來展望 59
參考文獻 60


[1]譯/蕭如珀、楊信男,超級原子的製造:第一個玻色—愛因斯坦凝聚(1995年6月5日), 物理雙月刊(廿八卷三期)2006年6月, pp. 725.
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laser ", Review of Scientific Instruments, Vol. 69, No. 3, March 1998, pp.
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[3]C. J. Hawthorn, K. P. Weber, and R. E. Scholten, "Littrow configuration tunable
external cavity diode laser with fixed direction output beam", Review of Scientific
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[4]黃國淵,發展一穩頻外腔雷射系統在原子物理領域的應用,碩士論文,國立台
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[5]林承毅,液晶膜厚量測系統之研製,碩士論文,國立中山大學光電工程學系,
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[7]林三寶,雷射原理與應用,全華圖書,第二版2009.
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[9]劉立康,以體積布拉格光柵為共振腔反射鏡之有效腔長研究,碩士論文,國立中央大學光電科學與工程學系,桃園,2011.
[10]杜承恩,以體積全像布拉格光柵為反射鏡之外腔式半導體雷射研究,碩士論文,國立中央大學光電科學與工程學系,桃園,2009.
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[26]林佩翰,使用二極體雷射建構光晶格,碩士論文國立成功大學物理研究所,台
南,2007.
[27]http://www.moglabs.com


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