實驗名稱：全(quan)電光快速線性寬帶調頻實驗(yan)系統

　　測試設備：電壓放大器(qi)、波形發生器(qi)、示波器(qi)、高壓探測器(qi)等。

　　實驗過程：

　　圖(tu)1：快速線性寬帶調頻(pin)Nd：YVO4激光系(xi)統

　　快(kuai)速(su)線性寬帶調(diao)頻(pin)激光(guang)器(qi)的(de)(de)系統結構(gou)如圖1所(suo)示。諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)長(chang)為65mm。諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)透過率(lv)為10%。在(zai)4W的(de)(de)吸收(shou)泵浦功率(lv)下(xia)，插(cha)入厚(hou)度為0.2mm，反射率(lv)為70%的(de)(de)標準具(ju)(ju)(ju)后，通(tong)過調(diao)整標準具(ju)(ju)(ju)傾斜角(jiao)(jiao)度得到了0.9W左(zuo)右的(de)(de)單頻(pin)輸出(chu)。將RTP電光(guang)標準具(ju)(ju)(ju)（RTPetalon）和(he)RTP電光(guang)調(diao)頻(pin)晶(jing)體（RTPcrystal）組成的(de)(de)調(diao)頻(pin)裝置以(yi)圖示順序安裝到諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)中(zhong)。插(cha)入諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)內(nei)的(de)(de)高反射率(lv)普通(tong)標準具(ju)(ju)(ju)和(he)高反射率(lv)RTP電光(guang)標準具(ju)(ju)(ju)引(yin)(yin)入了較(jiao)大的(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)腔(qiang)(qiang)損耗(hao)，同時RTP電光(guang)調(diao)頻(pin)晶(jing)體也會引(yin)(yin)入插(cha)入損耗(hao)，這些(xie)損耗(hao)導致激光(guang)輸出(chu)功率(lv)的(de)(de)下(xia)降。在(zai)對腔(qiang)(qiang)內(nei)元件位(wei)置和(he)角(jiao)(jiao)度等進(jin)行(xing)優化后，我們得到了160mW的(de)(de)穩定(ding)單頻(pin)輸出(chu)。

　　圖2：FPI監測的單頻(pin)激(ji)光輸出

　　雙(shuang)標(biao)準具的(de)(de)應用進一(yi)步(bu)增強了駐波諧振腔單(dan)頻輸(shu)出的(de)(de)穩定性。激光(guang)器(qi)單(dan)頻輸(shu)出模式如圖2所(suo)示(shi)。RTP電(dian)(dian)(dian)光(guang)標(biao)準具和RTP電(dian)(dian)(dian)光(guang)調(diao)頻晶(jing)體利用電(dian)(dian)(dian)光(guang)晶(jing)體的(de)(de)線(xian)性電(dian)(dian)(dian)光(guang)效應來實現快速頻率調(diao)諧，它們分別與兩個電(dian)(dian)(dian)壓(ya)放大(da)器(qi)連接。該電(dian)(dian)(dian)壓(ya)放大(da)器(qi)接收由信(xin)號發生器(qi)出的(de)(de)初始電(dian)(dian)(dian)壓(ya)信(xin)號，可將頻率從DC到1kHz的(de)(de)初始信(xin)號放大(da)1000倍，并(bing)輸(shu)出0~±5kV的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)信(xin)號。

　　圖3：電壓放大(da)器放大(da)性能測(ce)試系統

　　同步(bu)(bu)調頻要(yao)求(qiu)外(wai)加電(dian)場電(dian)壓(ya)以同步(bu)(bu)方(fang)式施加給RTP電(dian)光標準具(ju)和RTP電(dian)光調頻晶體，我們首先利(li)用高壓(ya)探測器(qi)（對兩個高壓(ya)放(fang)大(da)器(qi)的(de)同步(bu)(bu)放(fang)大(da)性能進行測試，測試系統如圖3所(suo)示。

　　信(xin)號發生器(qi)(qi)設(she)置為雙(shuang)通道(dao)(dao)同步(bu)輸(shu)出狀(zhuang)態(tai)，兩個高(gao)壓(ya)放大器(qi)(qi)分(fen)別(bie)連(lian)接任意波(bo)形發生器(qi)(qi)的(de)1和2通道(dao)(dao)。放大器(qi)(qi)將信(xin)號電壓(ya)放大1000倍，同時(shi)在兩個并(bing)聯輸(shu)出端(duan)口輸(shu)出完(wan)全相同的(de)電壓(ya)，一個端(duan)口直接連(lian)接RTP晶體(ti)，另一端(duan)口連(lian)接高(gao)壓(ya)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)。高(gao)壓(ya)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)將電壓(ya)縮小1000倍輸(shu)送到四(si)通道(dao)(dao)示波(bo)器(qi)(qi)。圖中信(xin)號發生器(qi)(qi)的(de)1和2通道(dao)(dao)分(fen)別(bie)連(lian)接到示波(bo)器(qi)(qi)的(de)1和2通道(dao)(dao)，同時(shi)分(fen)別(bie)連(lian)接兩個高(gao)壓(ya)放大器(qi)(qi)的(de)輸(shu)入端(duan)口。高(gao)壓(ya)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)的(de)輸(shu)出信(xin)號分(fen)別(bie)連(lian)接示波(bo)器(qi)(qi)的(de)3和4通道(dao)(dao)，由(you)示波(bo)器(qi)(qi)可同時(shi)觀察并(bing)記錄4個通道(dao)(dao)的(de)電壓(ya)輸(shu)出狀(zhuang)態(tai)。

　　實驗結果：

　　圖4：RTP電(dian)光標準(zhun)具(ju)（RTPetalon，實線）和RTP電(dian)光調頻晶體（RTPcrystal，虛(xu)線）的(de)同(tong)步掃描電(dian)壓，插圖：零值附近的(de)非線性電(dian)壓變(bian)化

　　圖4展(zhan)示了200Hz的(de)三(san)角波(bo)形(xing)電(dian)壓的(de)放(fang)大(da)數據測試結果(guo)(guo)。施(shi)加在RTP電(dian)光標(biao)準(zhun)具(ju)和(he)RTP電(dian)光調頻(pin)晶體上(shang)的(de)同步(bu)三(san)角波(bo)電(dian)壓的(de)幅(fu)值分(fen)別(bie)為1300V和(he)5800V，電(dian)壓信號的(de)偏移均為零，即電(dian)壓正負方向的(de)幅(fu)度(du)基本一(yi)致。從(cong)測試結果(guo)(guo)來看(kan)，電(dian)壓放(fang)大(da)器能(neng)以(yi)近(jin)乎理(li)想的(de)放(fang)大(da)性(xing)能(neng)對200Hz三(san)角波(bo)信號進行(xing)放(fang)大(da)（重復頻(pin)率超過200Hz，放(fang)大(da)性(xing)能(neng)有所減弱），信號之(zhi)間的(de)同步(bu)變化狀(zhuang)態良好。

　　在(zai)實(shi)驗中，我們按(an)照圖4的信號形式(shi)分別給RTP電光(guang)標準具和RTP電光(guang)調頻(pin)晶體施加電壓，獲得了對(dui)稱三角波形快速線(xian)性(xing)寬(kuan)帶調頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)輸出(chu)。在(zai)此基礎上(shang)，我們將對(dui)調頻(pin)激(ji)(ji)光(guang)的帶寬(kuan)、線(xian)性(xing)度(du)和單頻(pin)輸出(chu)線(xian)寬(kuan)等進行測試。

　　電壓放大器推薦：ATA-7050

　　圖：ATA-7050高壓放大器指標參數

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