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基于半导体激光器的光腔衰荡高反射率测量技术

龚元  李斌成  
【摘要】:本文提出了一种基于半导体激光器的连续激光光腔衰荡技术测量高反射率,建立了实验装置, 并对腔镜样品在830nm附近的反射率进行了测量。此方法采用方波调幅的连续激光耦合进衰荡腔,经多次反射后连续输出。输出信号为与调制方波同频的周期信号,单个周期有指数上升段和指数衰减段,其一次谐波相对于输入信号一次谐波有一定的振幅衰减和相位延迟,由振幅衰减量和相位延迟量得到腔镜反射率。实验中,采用宽谱连续半导体激光器(TEM00模)作光源,以高频函数发生器方波调制其激励电流,得到强度方波调制的激光束。由匹配元件使激光束与衰荡腔基模匹配,输出激光经会聚后由Si探测器接收。衰荡腔输出信号的一次谐波相对于输入信号一次谐波的振幅衰减和相位延迟由锁相放大器探测。如图1所示,腔长33.5cm时由振幅拟合得到腔镜样品在830nm附近的反射率为99.74%,由相位拟合得到反射率为99.73%。结果表明,两种拟合方法得到的反射率一致,测量误差小于0.01%。由理论分析可知,若采用更高反射率的腔镜,测量精度可以进一步提高。由于半导体激光器波长覆盖范围大,便于此方法应用于各种波段的高反射率测量。与脉冲激光光腔衰荡法相比,采用半导体激光器作光源,由于光束质量高,有利于提高精度, 且大大降低了测量成本,简化了系统,便于工程化。

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