PDH稳频技术将激光频率锁定在高精细度光学谐振腔的共振频率上，获得频率稳定且窄线宽的激光。MOGLabs猫眼外腔半导体激光器提供了PDH稳频的方案，借助超稳腔，将激光器线宽降低至47Hz。
在高分辨率光谱、基本物理常数测量、冷原子系统和光学频率标准等研究领域，激光线的窄线宽以及频率稳定性是十分主要的参数，有着重要的应用。特别是对于半导体激光器，本身输出激光线宽较大，需要通过各种技术来获得稳定频率以及压窄线宽，而Pound-Drever-Hall (PDH) 技术是目前最有效的激光到F-P腔的频率锁定技术之一。将F-P腔的共振频率作为参考，激光通过EOM或AOM进行调制后，利用F-P腔的共振特性和光外差光谱检测技术，得到具有良好鉴频特性的色散型谱线，生成尖锐的误差信号（图1），量化了实际频率离参考点的距离。通过控制器所提供的伺服系统，接收误差信号并通过执行器(通常是激光二极管电流和影响激光腔长的压电陶瓷)产生一个控制信号。控制信号能有效调整激光频率，使误差信号向零方向减小，如此一来闭环的反馈回路抑制了频率的波动，将激光锁定在光学谐振腔的共振频率上，MOGLabs激光器提供了通过如此PDH技术稳频的可能性。
图1：PDH产生的典型误差信号
PDH技术的优点在于：1）由于F-P腔可以具有极高的Q值，能满足窄线宽激光稳频的要求2）F-P腔几乎能适合各种波长的激光系统，而不是像原子（分子）跃迁谱线中心频率局限在某一特定的波长上 3）由于参考频率是F-P腔的共振频率，腔体的材料和环境温度会影响腔体稳定、因此采用低膨胀系数材料制成腔体，隔离外界震动以减小F-P腔的共振频率漂移。4）通过对激光进行射频调制，避开激光幅度噪声的影响，可以达到散粒噪声的极限。
而PDH技术的关键在于F-P腔的设计，根据理想F-P腔的传输，大部分的入射光会被反射，只有当激光频率与谐振腔模式匹配，才能透射，使用反射系数更高的反射镜增加了F-P腔的精细度，与较低的精细度(蓝色)相比，产生了更尖锐的条纹(绿色)（图2）。因此更高精细度的F-P腔作为参考频率对于激光稳频能起到很大作用。同时对激光相位调制的调制度和调制频率的选取，以得到高信噪比和良好控制灵敏度的鉴频曲线，调制的频率会高于腔模线宽的频率；精密的伺服控制系统以及良好的动态响应的执行系统也是重要因素。
图2：精细度与透射情况的关系
F-P腔共振的窄线宽意味着需要一个高带宽的伺服控制器来锁定激光到PDH误差信号。通常腔线宽会小于激光器自由运行的线宽，这意味着需要一个非常快的控制环来实现稳定的锁频，对于压窄线宽很有好处。MOGLabs 提供FSC100快速伺服控制器，为快反馈(激光电流)和慢反馈(压电陶瓷)提供单独可配置的控制回路。
图3：PDH稳频的简化装置图
MOGLabs通过采用美国Stable Laser Systems公司生产的精细度为20000的超稳腔，FSR 1.7 GHz，作为参考腔对MOGLabs猫眼外腔半导体激光器进行稳频，配套相应的DLC控制器以及FSC100伺服控制器（图3）。激光通过偏振分束器(PBS)和光纤耦合器(FC)接收到EOM中进行调制。再通过PBS进入包含高精细腔的真空室，观察到微弱的透射。反射光束(红色)的强度通过光电二极管(PD)进行测量，并与驱动EOM的射频信号相移后混合，经过低通滤波产生误差信号。最后由快速伺服系统(FSC)处理，并反馈给激光器(CEL)及其控制器(DLC)，对激光频率进行控制。由于最后得到的线宽较窄，常规方法无法直接测量，MOGLabs运用延迟自外差法，借助2km长的延迟线，最终测得使用PDH稳频法，CEL猫眼激光器最终能将线宽压窄至47Hz（图4）。
图4：通过频谱仪测得最终稳频激光线宽
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