直接吸收光谱多普勒展宽测温中的激光功率稳定研究

作     者：刘祎凡 潘奕捷 王柏淞 王贺 廖文汉 刘超 屈继峰 LIU Yifan;PAN Yijie;WANG Bosong;WANG He;LIAO Wenhan;LIU Chao;QU Jifeng

作者机构：中国计量科学研究院前沿计量科学中心北京100029 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 北京理工大学光电学院目标仿真实验室北京100081 

出 版 物：《光学技术》 (Optical Technique)

年 卷 期：2019年第45卷第5期

页      面：547-551页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发项目资助(2017YFF0206102) 北京信息科技大学2018-2019年度实培计划项目资助 

主　　题：多普勒展宽测温 热力学温度 功率稳定 相对强度噪声 

摘      要：国际单位制中温度基本单位开尔文的重新定义致使温度测量逐步实现国际协议温度标准与热力学温度标准的融合。基于铯133原子直接吸收光谱的多普勒展宽测温可实现芯片尺度室温范围的热力学温度测量,但其拟合残差及不确定度受限于测量激光的功率稳定性,针对此问题,提出在外腔扫描式激光器的频率稳定基础上,利用声光调制器以及高速比例-积分控制器构建闭环功率稳定系统,提升并评价了测量激光光束的功率稳定性。实验证明测量光束在10mW微弱功率条件下相对噪声强度达到-126dB/Hz,30min内功率稳定性达到0.008%。上述激光功率稳定性有效减小了拟合残差以及不确定度,为实现芯片尺度、在线免标定的热力学温度传感奠定基础。