摘要：光电子半导体的发展。半导体激光器凭借着工作效率高，整体结构简单，工作寿命长，机械强度高，光谱范围宽，可与常用探测器相匹配，成本低的特点被大量的应用在通信领域，航天领域，谱线分析领域。频率的稳定度的成为了衡量半导体激光器发展的层次。基于F-P腔的半导体激光器能够拥有较强的稳定性和精度，在一定条件下还具有较强的抗干扰能力，使它具有更广阔的发展空间和发展前景。在此基础上，运用了PDH技术建立了PDH模型，特别的时针对F-P腔的一系列问题进行研究，充分了解到了激光器的主要是受温度和电流的影响很大，并且分析了在不同的条件下，在稳频的状态的时候，半导体激光器的影响和反应。
关键词：F-P腔；半导体激光器；PDH稳频技术
一、绪论
（一）稳频技术研究状况
稳频技术的原理是为了维持穿过谐振腔光程长度的稳定性，稳频技术主要分为被动稳频和主动稳频。
通过调节F-P腔的腔长长度，使激光重新恢复到稳定的频率上去，从而达到稳频的目的。
稳频技术有饱和吸收法；原子光谱Zeeman效应吸收法；相位调制光外差稳频。
（二）F-P腔的优点及研究现状
外腔光反馈元件主要有光栅和F-P腔。光栅光稳定性较差。而F-P标准具光反馈稳定性能好，結构简单，可以保证激光器的输出波长始终稳定在系统的中心频率上，并且不会出现频率漂移问题。
F-P腔的优点也不是十全十美的，短期稳定性较低。所以，要采用一些方法抑制其他因素的扰动诱发的频率漂移，才能尽可能的使激光器得到稳定。
因此半导体激光器的频率是关键，有一种是基于光学元件的稳频，这种电子元件的名字叫做F-P腔，它可以不受波段的限制，成为半导体激光器稳频的主要措施，结合F-P腔的这种特点用来把半导体激光器的稳频恰到好处。
（三）半导体激光器的基本特性
半导体激光器主要分为三个部分一部分是激光管，一部分是驱动电源，最后一部分是准直支架三大部分构成
半导体激光器产生激光需要适应基本的三个条件：
（1）粒子数反转。
（2）激励和阈值条件。
（3）谐振腔。
（四）国内外的研究进展
稳频激光器的波长向长波长移动稳频方式多样化；主动稳频与被动稳频相结合将得到更高的稳定度。
二、F-P腔稳频的基础理论
（一）F-P腔的原理
F-P腔就是法布里-珀罗，利用多光束干涉原理制成的一种光学元件。F-P腔的参数主要考虑几个主要方面，在稳频中的作用影响很大，分别是自由光谱区，精细常数，腔的线宽，Q值的大小。
稳定性好的半导体激光器，需要用窄线宽和精确度高的F-P腔作为参考频率标准，使中心斜率变大，从而增大鉴频的灵敏度。
（二）F-P腔的腔长选取
为了获得激光与参考腔之间的模式匹配，应该尽可能的要求参考腔的低阶横模和纵模的间隔大，与此同时，还应该减少谱线的增加，因为它会使得谐振腔的线宽增加并且引起了中心频率的漂移。
入射光的频率稳定度与腔长的长度深受其影响，入射光的频率越稳定，腔长就会越稳定。
（三）稳频的原理
激光，受激辐射的光放大，具有单色性、高亮度、相干性等优点，已被广泛地应用到精密测量、光谱学等研究领域。激光器频率稳定性在正常工作的时候很容易受到外界环境的影响，像流入的电流，自身温度以及一些其他的外界条件都会影响稳频的效果。半导体激光器在工作的时候容易发生频率漂移，为了抑制频率漂移，采用稳频，频率的稳定性和复现性是衡量稳定的程度。
频率的稳定性是在半导体激光器能稳定的工作，时间内的频率变化量越少，稳定性也就越高。
频率的稳定性主要分为长期稳定性和短期稳定，当测试的取样时间大于探测器的响应时间，测出来的稳定书就成为长期稳定性，当测试的取样时间小于探测器的响应时间就叫做短期稳定性。
影响半导体稳定性的主要是因素是工作温度的偏移，另一个因素是驱动电流的变化。
1.注入电流变化激光器对输出的影响
在激光器工作稳定在一定的温度时候，对其注入不同的电流，输出的光强和中心波长都会变化。当输入电流的增加，使反转的粒子数也随之增多，进一步输出光强，中心波长、线宽也随之变大，禁带变窄。
2.激光器自身温度变化对其输出波长的影响
当注入电流一定时，改变激光器的工作温度，半导体激光器自身温度升高会使得减小禁带宽度，使得光腔腔长变大，在一定的驻波下，输出波长也会发生偏移，其输出中心波长计线宽都会增大，速度比电流变化缓慢。
3.外界因素对稳频的影响
半导体激光器在工作的时候容易受到外界因素影响，大致上分为几部分：温度变化的影响；大气变化的影响；机械振动的影响；内部的光反馈；磁场的影响。因此，最稳定最简单的稳频技术就是温度恒定，防止谐振腔发生震动，密闭的空间。
三、PDH的建模和误差线性分析
（一）PDH的稳频基本原理
PDH稳频技术就是在一个较高的频率上实现误差信号的检测。受到外界因素的干扰使得激光器不能达到预期的标准。采用动态系统反馈原理是实现激光频率稳定的有效办法。
（二）PDH的误差信号线性动态范围和灵敏度分析
增加调制信号可以增强线性动态范围，与此正好相反的是，F-P腔镜的反射率和腔长越大，线性动态范围越是窄的话，提高频率的灵活性。
四、总结与展望
本篇论文基于F-P腔的半导体激光器能够拥有较强的稳定性和精度，在一定条件下具有较强的抗干扰能力，使它具有更广阔的发展空间和发展前景。
参考文献：
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作者简介：
史国庆，天津市邮电设计院有限责任公司。