基于单波长外腔共振和频技术产生波长可调谐589nm激光及钠.pdfVIP

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 9 (2013) 094211 基于单波长外腔共振和频技术产生波长可调谐 589 nm 激光及钠原子饱和荧光谱的测量* † 谭巍 付小芳 李志新 赵刚 闫晓娟 马维光 董磊 张雷 尹王保 贾锁堂 ( 山西大学激光光谱实验室, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006 ) ( 2012 年10 月30 日收到; 2012 年10 月30 日收到修改稿) 本文基于新型单波长外腔共振和频技术实现了转换效率高、波长可调谐589 nm 激光的输出, 其中基频光波长 分别为1583 nm 和938 nm, 和频晶体为周期极化铌酸锂. 在 1583 nm 激光频率被锁定到外部环形腔腔模后, 通过对 938 nm 激光的频率扫描实现了输出功率4.96 mW, 调谐范围7 GHz 的589 nm 激光输出, 并采用声光调制器的伺服 反馈技术有效提高了输出功率的稳定性. 最后采用该光源对钠原子在348—413 K (75—140 ◦C) 时D2 线的饱和荧光 谱进行了测量. 观察到了多普勒背景下钠D a, D b 以及Crossover 的亚多普勒结构, 其均可为589 nm 频率的锁定提 2 2 供参考信号. 关键词: 单波长外腔共振, 和频, 589 nm, 钠原子饱和荧光谱 PACS: 42.62.Fi, 42.65.−k DOI: 10.7498/aps.62.094211 束的和频效率进行了研究, 分析了获得最佳频率 16 1 引言 转换效率时高斯光束参量与晶体参数的关系 . 1997 年Moosmuller 等利用波长分别为1064 nm 与 钠原子光谱的测量在一些基础研究及应用领 1319 nm 的Nd:YAG 固体激光器利用单次通过非线 域如: 冷原子分子物理, 激光光谱, 人工导星, 激 8 性晶体和频产生了3.4 mW 的连续黄光 . 2003 年 光雷达等方面有着非常重要的应用 1−6 , 而探测 美国空军实验室利用与前者相同波长的注入锁定 光谱的589 nm 激光源在医疗、通信、食品、化 激光器作为基频光与LBO 晶体通过外腔相互作用 7 学、军事等方面也有广泛的应用潜力 . 长期以 获得了50 W 的589 nm 激光, 并将转换效率提高到 来基于589 nm 激光的相关研究大多采用污染严 55%4 . 2009 年, 法国皮埃尔大学的Kastler Brossel 重且难以维护和操控的染料激光源. 为了获得性 实验室同样利用 1064 nm 和 1319 nm 作为基频光 能更稳定、输出功率更高的黄光激光源, 多个研 源并采用周期极化磷酸钛氧钾(PPKTP) 晶体实现 究小组开展了基于频率转换, 如倍频、和频等的光 了高效的和频转换, 其中 1319 nm 的转化效率可达 源研制1−48−13 . 到90%1 .