刘维新 唐宁 马龙行 高克凡 孙明哲

(山东大学空间科学研究院, 山东省光学天文与日地空间环境重点实验室, 山东 威海 264209)

激光谐振腔内相位各向异性会引起频率分裂, 两分裂模的频差大小由表现出的相位延迟所决定.对于腔内相位延迟较小的He-Ne 激光器, 两分裂模很接近, 处于烧孔重叠区, 存在模式竞争而不能同时振荡, 形成隐频率分裂.同时, 使得激光器两正交偏振方向上的相邻级纵模产生固定的变动量, 其大小等于隐频率分裂量的2 倍.如果沿激光偏振方向施加横向磁场, Ne 原子谱线发生横向Zeeman 分裂, 增益原子分成两群, 分别为平行于磁场和垂直于磁场方向偏振的光提供增益, 大大减弱模竞争, 使得激光器的两分裂模可同时振荡并测得频差.在谐振腔内放入倾斜的石英晶体片或半波片, 由两种方法分别测量频率分裂量并进行比较.实验表明两种方法测量的结果均与理论计算相符, 平均相对偏差不超过1%.据此可以准确得到Zeeman 双频激光器的频差大小, 并为半波片测量提供了新方法.

1 引 言

很多因素可以使激光谐振腔内产生相位各向异性, 如元件残余应力、晶体双折射和旋光性、增益介质与光学薄膜的非均匀性等.这些影响在气体、固体、半导体和光纤激光器中普遍存在[1−10].一方面, 腔内相位各向异性可以改变激光器的输出特性[11,12], 改善精密测量和计量系统的性能; 另一方面, 不确定的相位各向异性将影响激光振荡的稳定性……