激光器的穩定 

有源方案穩定激光

有源穩定方案通常涉及某種電子反饋(有時是前 饋)系統 ，其中一些參數的波動被轉換成電信號，然后以某種方式作用于激光器。

例如:

可以使用如圖1所示的方案來穩定激光器的輸出功率。 用光電二極管監測激光功率，并例如通過控制泵浦功率或激光諧振器內外的損耗來校正激光功率。 通過這種方式，可以降低開啟后的尖峰和穩態條件下的強度噪聲。

注意，也可以通過作用于輸出光束而不是激光器本身來降低強度噪聲；請參閱關于噪音消除器的文章。

圖1:二極管泵浦的固態激光器，帶有穩定輸出功率的反饋系統

單 頻激光器的光學頻率，或者來自鎖模激光器的頻率梳的一行的頻率，可以通過諧振器長度控制來穩定。 反饋信號可以例如通過用第二激光器記錄一個拍頻信號、通過測量在非常穩定的參考腔或另一種干涉儀處傳輸或反射的功率、或者通過測量氣室（例如碘氣室）的傳輸（可能使用無多普勒激光吸收光譜）來獲得。 使用參考腔生成誤差信號的常用技術是Pound–Drever–Hall方法[3，4]，該方法使用發射到參考腔的光的弱相位調制。 不需要這種調制的方案是H?nsch–Couillaud方法[2]。 另一種方法是傾斜鎖定，其中利用空間模式干擾[12，16，30]。

鎖模激光器的載波包絡偏移相位或頻率的穩定(CEO穩定)可以基于例如利用干涉儀的相位測量和通過激光諧振器中的某個楔形或傾斜鏡的反饋。這種穩定度對頻率計量很重要。

通過比較光電二極管信號和電子參考振蕩器的相位，可以監測鎖模激光器脈沖的時序(時序抖動)，并通過腔長控制等方法進行穩定。

通過光束位置測量(例如，使用四象限光電二極管)和通過壓控諧振鏡進行校正，可以穩定輸出光束的指向方向。

利用這種有源系統實現的穩定性由諸如光檢測噪聲、控制元件的帶寬、反饋電子設備的設計以及參考標準(例如光學參考腔)的穩定性等因素決定。

無源方案穩定激光

無源方案不涉及電子設備，完全基于光學效應。例如:

同步兩個人的鎖模激光器 有可能通過交叉相位調制在一個克爾介質，其中兩個激光器的腔內 脈沖相遇。

激光器的頻率可以通過穩定的參考腔的光反饋來穩定。 (這也可以被認為是使用擴展的激光諧振器，是一種復合腔)。

通過克爾介質中的交叉相位調制，兩個鎖模激光器的同步成為可能，兩個鎖模激光器的內腔脈沖在克爾介質中相遇。 激光器的光頻也可以通過注入鎖定來穩定，即從另一個激光器注入具有高穩定光頻的光束。