利用激光冷却和陷俘原子技术,我们可以获得温度很低的冷原子。冷原子,可以用于研制冷原子干涉仪。目前冷原子干涉仪被广泛用于精密测量,如原子钟,原子重力仪,原子陀螺仪等等。在冷原子干涉实验中,一个非常关键的技术是用于原子分束和合束的一对拉曼光之间的相位锁定。本论文主要开展基于模拟PID技术的光锁相环研究,对一对拉曼光脉冲之间的相位进行高精度锁定。我们实验室拉曼光之间的差频等于铷87原子两个基态之间的频率差6.834GHz,并且其中一个拉曼光的频率已经锁定在铷原子的某个谱线上。首先利用高速光电二极管获得一对拉曼光之间的拍频信号,然后与一个7GHz的信号进行混频得到中频信号约165MHz,之后进行二分频,再与一个82.5MHz的信号进行鉴相,输出的误差信号反馈回到待锁的拉曼激光器。在这个半导体激光器的相位控制系统中,我们着重研制模拟PID和鉴相器模块,同时分析这些模块对拉曼光锁相相噪的影响,进一步分析这些相噪对冷原子干涉精密测量的影响。下面介绍各个章节的主要研究内容。第1章绪论首先介绍冷原子的研究背景与基于冷原子的干涉实验的研究意义,接下来介绍冷原子干涉实验中的关键技术即拉曼光锁相及其发展与应用,最后,阐述本论文的重要性和研究意义。第2章主要介绍冷原子干涉的原理。首先分析激光与原子的相互作用,然后分析基于冷原子的拉曼脉冲型原子干涉仪,最后阐述干涉条纹的锁相分析。第3章主要阐述产生拉曼光的半导体激光器。首先介绍激光器的发展,然后讨论半导体激光器及其工作原理。第4章主要分析拉曼光锁相的原理。首先介绍激光器的锁相原理,然后着重分析光锁相环理论。第5章主要讨论光锁相环的研制。首先介绍本实验中采用的鉴相器,模拟PID电路,然后分析半导体激光器锁相的过程,最终对相噪的结果进行分析,讨论这个相噪对原子干涉的影响。第6章总结与展望,对本实验做出总结,并对锁相方面的工作提出相应的展望。