摘要：针对激光器频率调谐系数测试应用的需求,提出了基于空心光子晶体光纤的激光器频率调谐系数测试装置的方案。首先,对测试装置的总体方案、光子晶体光纤谐振腔的基本结构进行设计,重点完成了激光器频率调谐系数测试方法的数值计算和机理分析;之后,完成了光子晶体光纤谐振腔的设计和加工,并搭建了激光器频率调谐系数测试装置;最后,对目前常用的窄线宽光纤激光器和半导体激光器进行频率调谐系数测试。光纤激光器的电压-频率调谐系数为17.6 MHz/V,与激光器出厂指标基本吻合,而且光纤激光器的频率调谐系数在调谐范围内具有良好的一致性。半导体激光器在调谐范围内的调谐系数不均匀,容易受环境的影响,测得电流-频率调谐系数的平均值为30.9 MHz/mA。研究结果表明,测试装置的精度远高于商用波长计,并且具有良好的长期稳定性,充分体现出了空心光子晶体光纤谐振腔作为频率基准进行频率检测所具有的测频精度高、温度漂移小的技术优势。

摘要：本文针对谐振式光纤陀螺应用需求,提出一种基于激光器温度和PZT协同控制的频率跟踪锁定控制方案,综合利用激光器温度调谐所具有的大范围、PZT电压调谐的高精度高动态技术优势,实现光纤激光器中心频率对谐振腔谐振频率的跟踪锁定。进行了透射式谐振信号的数学仿真,对温度和PZT协同控制方案进行了硬件设计和算法仿真,重点分析了频率跟踪锁定方案中控制参数对锁定稳定性的影响情况。完成了激光器频率锁定系统的研制,实现了激光器中心频率对谐振腔谐振频率的高精度、长时间跟踪锁定,常温条件下1h频率跟踪锁定精度为4.8×10^-9,变温条件下5.5 h频率跟踪锁定精度低至9.74×10^-8。上述研究工作为谐振式光纤陀螺长期性能提升奠定了重要的技术基础。