在精密测量以及量子技术等应用领域，对于激光器的稳频锁相有较高的要求。自由运转的外腔半导体激光器由于温度、机械振动等因素影响，其输出的光的频率往往或多或少存在漂移，使得这些自由运转的激光很难运用于精密光谱、原子干涉等，必须对其稳频控制。
外腔半导体激光器稳频控制方式
在精密测量以及量子技术等应用领域，对于激光器的稳频锁相有较高的要求。自由运转的外腔半导体激光器由于温度、机械振动等因素影响，其输出的光的频率往往或多或少存在漂移，使得这些自由运转的激光很难运用于精密光谱、原子干涉等，必须对其稳频控制。
一般的外腔半导体激光器往往会存在三种频率控制方式：
LD温度
LD的温度影响半导体的增益轮廓和内腔模式频谱漂移，主要是温度变化造成介质中载流子浓度变化，以及吸收因子变化，此外温度还会影响内部FP腔的参数。温度对LD输出频率影响非常大，如用于数据存储应用（CR-R刻录机）的典型AlGaAs二极管在25℃时的标称波长为λ=784nm，dλ/dT斜率为-0.3nm/℃。LD的温度一般由反馈式温控系统控制，而且导热材料温度变化一般较慢。正因为温度调制的灵敏度太高，容易失调，并且相应速度较慢，在激光器中一般只保持稳定。如MOGLabs的外腔半导体激光器采用TEC温控，并内置温度传感器，可以将温度稳定在±1mK（根据控制器）。
PZT电压
在外腔反馈激光器中，使用PZT（压电陶瓷）控制光栅的旋转，从而控制激光输出的波长。小信号调制电压可以加在PZT上，调制激光输出频率，调制频率可到达KHz量级。而MOGLabs还有新型的“cateye”（猫眼式）ECDL，采用猫眼式反射镜以及超窄带宽滤波器组合替代Littrow或Littman结构中的光栅决定输出波长，在这里PZT主要控制外腔的腔长，同样起到调谐波长的作用。
Littrow和Littman-Metcalf配置的可调谐外腔二极管激光器
cateye外腔二极管激光器（ECDL）原理图
LD电流
LD电流主要影响峰值增益，不同的电流对应不同的峰值增益，峰值增益又和频率对应，而激光器一般就工作在峰值增益点。电流调制影响的是内部载流子浓度，响应速度非常快。电流调制在所有三个接口中是z快的，可以到达MHz的量级。
部分高端激光器自带稳频控制系统，如MOGLabs的外腔半导体激光器，其控制器除了提供温度稳定之外，还有调谐扫描稳频的功能，可以通过PZT电压（慢速）和二极管电流（快速），将激光器的频率稳定在参考频率之上。而对于其他激光器，德国TEM Messtechnik公司提供了通用激光稳频器LaseLock可以对半导体激光器，染料激光器，Ti:Sa激光器或者光学谐振腔提供紧凑独立的锁定设备。根据选配的驱动器，LaseLock提供了多种调谐激光器的接口，包括TEC温控，二极管电流，压电的制动器的高电压放大器，以及对于部分配置于Littman型ECDL中调整闪耀光栅入射角的扫描振镜，LaseLock也提供了高电流放大器。
上图是LaseLock用于外腔半导体激光器在原子吸收线上的频率稳定的示意图，可以看到其中的使用了原子蒸汽池提供频率参考。TEM同样也提供了完整的消多普勒展宽的饱和吸收稳频模块CoSy（内置PD，填充Rb，Cs，K），搭配LaseLock或其他调谐模块，可以实现激光器频率线宽低于1MHz。此外TEM还提供了多种误差信号的生成设备，如miniPDH以满足您的各项需求。
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参考文献
[1]陶天炯.激光稳频锁相研究[D].浙江大学,2010.
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