激光器在信息传感与测量等许多领域获得了广泛应用,特别是激光波长作为复现“米”定义的长度基准,要求激光频率非常稳定,但是由于外界干扰的影响,导致激光频率发生漂移,从而影响激光测量精度。因此,研究激光稳频技术具有极其重要的意义。本论文在传统Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频方法的基础上,设计了一种单频固体激光器正交解调PDH稳频方案,并进行了实验研究。论文主要研究内容如下:简要介绍了传统PDH稳频系统的组成及工作原理。分析了稳频系统采用移相器所带来的缺陷。设计了基于正交解调原理的无移相器PDH稳频系统研究方案,即采用直接数字频率合成器(DDS)同时产生两路频率为10MHz的正弦和余弦参考信号,其中正弦不仅作为混频器的参考信号,还作为EOM的外部驱动信号。用PID控制系统,误差信号反馈调节单频固体激光器的腔长,可将激光频率稳定在F-P参考腔的谐振频率处。该方案由同一个DDS产生两路参考信号,保证了参考信号幅度的一致性和相位的正交性。分析了剩余幅度调制、激光幅度噪声、模式匹配等因素对稳频的影响,设计了正交解调电路。建立了1064nm单频固体激光器正交解调PDH稳频实验系统,并对单频激光进行相位调制,通过线性扫描F-P参考腔的腔长,实验观察到了预期的鉴频曲线,误差信号最大频率变化量为5.48MHz,鉴频灵敏度为1.82V/MHZ。正交解调PDH稳频系统输出的电压误差信号进行处理后,反馈并调节F-P参考腔的腔长以追踪激光频率变化,实验结果验证了正交解调PDH稳频方案的可行性。总之,本论文对PDH稳频技术进行了深入研究,设计的正交解调PDH稳频系统可用于单频激光频率稳定,为今后进一步研究单频激光器PDH稳频技术和大频差双腔双频固体激光器频差稳定技术奠定了坚实的基础。