LM-0200 塞曼激光穩頻

原則上，激光的頻率由其自身的固有參數定義。然而實際上，發射頻率 f 在幾個小時內並不穩定。對於高精度幹涉長度測量，必須在 8 小時內提供至少 df/f ≤ 10 -8的長期穩定性。為了獲得這樣的性能，必須在激光器中添加穩定環路。在此設置中，應用並演示了氦氖激光器的塞曼穩定（最常用的技術）。HeNe 激光管的長度選擇為只有單一模式可以振蕩。
將縱向磁場施加到氦氖管上，由於塞曼效應，正常的線偏振分成兩個相反的圓偏振模式。人們可以用偏振器後面的光電探測器觀察差異或拍頻。當氦氖激光管（腔）與增益分布的中心對齊時，拍頻變得最小。控製環路由拍頻檢測和基於嵌入式微處理器的 PID 控製器組成。主動執行器由圍繞激光管的雙線加熱線圈形成。學生的任務是理解 PID 控製器的穩定概念和基本控製技術。PID參數可以相互獨立設置，學生將認識到該參數對控製回路的影響。提供的軟件記錄並顯示控製器以及激光響應，從而允許記錄伯德圖或自由運行激光器的拍頻漂移。