2.1 雙折射雙頻激光器。

置晶體石英片（圖1a中的Q雙面增透）或有內(nèi)應(yīng)力的玻璃元件(圖1b中的M2右表面鍍反射膜）于激光器諧振腔內(nèi)，這些元件的雙折射使激光頻率分裂，一個(gè)頻率分裂成兩個(gè)頻率，兩個(gè)頻率的偏振方向互相垂直（正交偏振）。反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，激光器可輸出頻率差大于但不能小于40 MHz兩個(gè)頻率。

如果頻率差稍大于40 MHz，在改變（調(diào)諧）激光頻率諧振腔長（即用壓電陶瓷1納米一步“距”的推動M₂改變激光諧振腔長）過程中看到的是一個(gè)頻率振蕩會陡然變成兩個(gè)頻率振蕩，而前者功率陡然下降一半，剛升起的頻率則獲得同樣的功率。繼續(xù)調(diào)諧腔長，最早振蕩的頻率會陡然消失，而后起振的頻率功率升高到最大。

如果頻率差小于40 MHz，兩頻率則有你無我。圖2示出了頻率差20 MHz時(shí)o光和e光的光強(qiáng)度此長彼消得過程。理論和實(shí)驗(yàn)一致。

2.2 雙折射-塞曼雙頻激光器。

塞曼雙頻激光器的頻率差一般在5 MHz以下，功率隨頻率差增大而減小，7 MHz時(shí)的激光功率僅0.2 mW以下。作者團(tuán)隊(duì)研發(fā)的雙折射雙頻激光器頻率差大于40 MHz，研制成的雙折射-塞曼雙頻激光器可以輸出百KHz到幾十MHz的頻率差，而功率不因頻率差增大而改變，可以達(dá)到1.5 mW。

雙折射-塞曼雙頻激光器包括兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，先由雙折射造成激光器頻率分裂，決定了激光器輸出為兩個(gè)偏振正交頻率以及它們的間隔（頻率差）的大小。再因激光器上加了橫向磁場，橫向塞曼效應(yīng)使增益原子分成兩群——π群和σ群。π群和σ群光子的偏振對應(yīng)雙折射互相垂直的主方向，也即正交偏振的光“各吃各糧”，它們之間的相互競爭不存在了，無論頻率差大小都能振蕩。頻率差可以是3、5、7、10、20、40 MHz或更大。

2.3 內(nèi)雕應(yīng)力雙折射-塞曼雙頻激光器。

提出了“內(nèi)雕應(yīng)力”的概念和產(chǎn)生雙頻的原理，即用窄脈沖激光器對激光腔鏡表面或基片內(nèi)部造孔（或穴），造成激光腔鏡內(nèi)的應(yīng)力精確改變（圖4所示），“雕刻”提高了頻率差的控制精度。

“內(nèi)雕應(yīng)力”雙折射雙頻激光器不僅用于國產(chǎn)雙頻激光干涉儀，也用于運(yùn)行中的光刻機(jī)的激光器替換。同時(shí)，提供了科研單位的科學(xué)研究。該激光器替換正在服役的光刻機(jī)的原有激光器，使光刻機(jī)機(jī)臺誤差由24 nm下降到6 nm。

2.4 可伐-玻璃組裝式（無吹制）雙頻激光器。

國內(nèi)，研制生產(chǎn)HeNe激光器歷史很長，但我國一直靠吹制工藝制造氦氖激光器，而且不能制造可伐-玻璃組裝式氦氖激光器。北京鐳測科技有限公司研制成可伐-玻璃組裝式單頻氦氖激光器，功率大于1 mW，滿足單頻和雙頻激光器的需求。同時(shí)，這一技術(shù)將使國產(chǎn)氦氖激光器告別吹制，進(jìn)入一個(gè)新的技術(shù)高度（如圖5所示）。

2.5 研制成的雙頻激光干涉儀技術(shù)指標(biāo)。

作者強(qiáng)調(diào)的是，我們有了可伐-玻璃組裝式激光器和雙折射（內(nèi)應(yīng)力）-塞曼雙頻激光器，雙頻激光干涉儀有了強(qiáng)力的“心臟”，有了自主可控的基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)又全面設(shè)計(jì)干涉儀的光、機(jī)、電、算。時(shí)至今日，可伐-玻璃組裝式雙折射（-塞曼）雙頻激光器（非吹制）和干涉儀已批量生產(chǎn)，正在滿足科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)的需求。

中國計(jì)量科學(xué)院對雙折射-塞曼雙頻激光干涉儀的測試結(jié)果：頻率穩(wěn)定度為10^-8，分辨力為1 nm，非線性誤差小于1 nm（圖6所示），12小時(shí)漂移35 nm（圖7所示）,70 m長度測量誤差小于5 μm。這些數(shù)據(jù)來自中國計(jì)量科學(xué)院測試證書：CDjx 2014-2352, CDjx 2018-4810, CDjx 2020-04463等。