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频差可调谐双频激光器在光波干涉测量和光学传感等领域有着十分重要的应用,例如在合成波绝对距离干涉测量中,为了提高测量精度,要求合成波长尽可能小,而合成波长与双频激光的频差成反比,因此要求双频激光的频差足够大;另一方面,为了容易实现对被测距离的粗测,要求合成波长尽可能大,即要求双频激光的频差尽量小。为了兼顾粗测和精测两方面的要求,必须使频差在大范围内可调谐,因此研究大频差可调谐双频激光技术具有极其重要的意义。 论文在综述双频激光技术研究现状及发展趋势的基础上,简要介绍了激光二极管(LD)端面泵浦固体激光器的组成及其工作特性,分析了激光纵模选择的原理,重点分析了双折射滤光片选模原理及其实现方法,设计了一种由偏振分光棱镜(PBS)和铌酸锂晶体(LN)组成的集模式选择和频率调谐于一体的新型电光双折射滤光片(PBS-LN),并对PBS-LN实现纵模选择和频率调谐的可行性进行了理论分析,分析结果表明:改变LN的横向电压可以实现激光纵模频率调谐,理论调谐灵敏度为4.6875GHz/41V。 在分析几种新型双频Nd∶YAG激光器优缺点的基础上,设计了一种基于电光双折射滤光片选模原理的频差可调谐双腔双频Nd∶YAG激光器研究方案,并进行了初步实验研究。建立了LD泵浦腔内PBS-LN电光双折射滤光片选模1064nm单频Nd∶YAG激光器系统,并对该系统的选模特性和输出激光偏振态进行了分析和研究,研究结果表明:腔内PBS-LN电光双折射滤光片可以实现激光单纵模选择,并且输出激光是线偏振光。对单纵模激光频率调谐特性进行了实验研究,研究结果表明:通过改变加在LN上的横向电压,可以实现不同单纵模激光振荡输出。这种腔内PBS-LN电光双折射滤光片选模可调谐单频Nd∶YAG激光器研究结果为频差可调谐双腔双频Nd∶YAG激光器的研究奠定了坚实的基础。