利用两个已知波长的相干光场将原子或者分子的两个不同能级与第三个(虚)能级联结,为了实现诸如拉比振荡的粒子数迁移,稳定实验中激光器之间的相对相位差是至关重要的。
光学锁相环能够将一台激光器的相干特性传输给另一台激光器,例如其频率以及相位稳定特性,通过足够高带宽的伺服控制另一台激光器,能够减小受控激光器的噪声。在实际应用中,多台子激光器可以通过一台具有高度相干性的主激光器进行稳定控制。
为了实现作为“光学尺”的光梳,必须精确测量光学重复频率与载波包络相移。重频可以通过光学腔长度直接算得。而就载波包络相移而言,通常利用f-2f干涉仪在光梳的高频和低频之间产生一个拍频(如果光谱足以覆盖一个倍频程),随后利用泵浦能量驱动的反馈信号来精确控制载波包络相移。
利用OPLL同步多台激光实现相干功率组合,构建相干相长或者相消的相位整列光学系统,激光雷达以及波束控制等应用。
两束光的相位差通常是利用一块分束器或者合束器合成的光学拍频信号通过光电探测器测得的。紧接着电锁相环产生一个稳定拍频信号,并输入射频振荡器,射频振荡器输出反馈信号用来调节系统中的频率或者相位漂移部分。此部分可以是激光器中的组件或者外部组件例如声光调制器。
从信号分析和控制的角度来看,示意图中的光学系统实际上十分易懂并且可以用压控振荡器(VCO)替代显示。VCO输出一个由输入量决定的频率信号。 VCO的主要特征是当变化控制电压时频率会随之变化。随后的任务即是将VCO输出的相位与另一个具有相位检测功能的参考振荡器测得相位作比较,例如一台锁相放大器。基于两个相位的比较,锁相放大器向VCO控制电压提供反馈输出使得VCO能够追踪参考振荡器。如果想实现稳定且平滑的控制,需要考虑的几点是: