实验名称：全电光快速线性宽带调频实验系统

　　测试设备：电压放大器、波形发生器、示波器、高压探测器等。

　　实验过程：

　　图1：快速线性宽带调频Nd：YVO4激光系统

　　快速线性宽带调频激光器的系统结构如图1所示。谐振腔长为65mm。谐振腔透过率为10%。在4W的吸收泵浦功率下，插入厚度为0.2mm，反射率为70%的标准具后，通过调整标准具倾斜角度得到了0.9W左右的单频输出。将RTP电光标准具（RTPetalon）和RTP电光调频晶体（RTPcrystal）组成的调频装置以图示顺序安装到谐振腔中。插入谐振腔内的高反射率普通标准具和高反射率RTP电光标准具引入了较大的谐振腔损耗，同时RTP电光调频晶体也会引入插入损耗，这些损耗导致激光输出功率的下降。在对腔内元件位置和角度等进行优化后，我们得到了160mW的稳定单频输出。

　　图2：FPI监测的单频激光输出

　　双标准具的应用进一步增强了驻波谐振腔单频输出的稳定性。激光器单频输出模式如图2所示。RTP电光标准具和RTP电光调频晶体利用电光晶体的线性电光效应来实现快速频率调谐，它们分别与两个电压放大器连接。该电压放大器接收由信号发生器出的初始电压信号，可将频率从DC到1kHz的初始信号放大1000倍，并输出0~±5kV的电压信号。

　　图3：电压放大器放大性能测试系统

　　同步调频要求外加电场电压以同步方式施加给RTP电光标准具和RTP电光调频晶体，我们首先利用高压探测器（对两个高压放大器的同步放大性能进行测试，测试系统如图3所示。

　　信号发生器设置为双通道同步输出状态，两个高压放大器分别连接任意波形发生器的1和2通道。放大器将信号电压放大1000倍，同时在两个并联输出端口输出完全相同的电压，一个端口直接连接RTP晶体，另一端口连接高压探测器。高压探测器将电压缩小1000倍输送到四通道示波器。图中信号发生器的1和2通道分别连接到示波器的1和2通道，同时分别连接两个高压放大器的输入端口。高压探测器的输出信号分别连接示波器的3和4通道，由示波器可同时观察并记录4个通道的电压输出状态。

　　实验结果：

　　图4：RTP电光标准具（RTPetalon，实线）和RTP电光调频晶体（RTPcrystal，虚线）的同步扫描电压，插图：零值附近的非线性电压变化

　　图4展示了200Hz的三角波形电压的放大数据测试结果。施加在RTP电光标准具和RTP电光调频晶体上的同步三角波电压的幅值分别为1300V和5800V，电压信号的偏移均为零，即电压正负方向的幅度基本一致。从测试结果来看，电压放大器能以近乎理想的放大性能对200Hz三角波信号进行放大（重复频率超过200Hz，放大性能有所减弱），信号之间的同步变化状态良好。

　　在实验中，我们按照图4的信号形式分别给RTP电光标准具和RTP电光调频晶体施加电压，获得了对称三角波形快速线性宽带调频激光输出。在此基础上，我们将对调频激光的带宽、线性度和单频输出线宽等进行测试。

　　电压放大器推荐：ATA-7050

　　图：ATA-7050高压放大器指标参数

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