[發(fā)明專利]一種雙頻He-Ne激光器頻率測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210058127.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN102589856A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳學(xué)健;尉昊赟;朱敏昊;周蕾;李巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種雙頻He-Ne激光器頻率測(cè)量裝置，其特征在于：包括相互連接的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)(1)和雙頻激光頻率測(cè)量系統(tǒng)(2)；

所述穩(wěn)頻激光系統(tǒng)(1)包括依次連接的可調(diào)諧激光器(101)、光隔離器(102)以及第一光纖準(zhǔn)直器(103)，和所述第一光纖準(zhǔn)直器(103)通過(guò)保偏光纖(104)依次連接的保偏光纖耦合器(105)、第二光纖準(zhǔn)直器(106)、第一1/2波片(107)、第一偏振分光立方體(108)、第一偏振片(111)以及光柵(112)，所述第一1/2波片(107)和第一偏振片(111)連接在第一偏振分光立方體(108)的一中軸線上，第二1/2波片(110)通過(guò)保偏光纖(104)連接在第一偏振分光立方體(108)的另一中軸線上，光頻梳(109)通過(guò)保偏光纖(104)和第二1/2波片(110)相連接，平面反射鏡(113)的位置使光柵(112)反射的光束經(jīng)過(guò)平面反射鏡(113)反射后入射至第一光電探測(cè)器(114)，所述第一光電探測(cè)器(114)依次和放大器(115)、鑒相器(116)、控制器(117)電連接，所述控制器(117)的輸出端和所述可調(diào)諧激光器(101)的電流調(diào)制端口電連接，計(jì)算機(jī)(119)的信號(hào)輸入端口分別與可調(diào)諧激光器(101)、波長(zhǎng)計(jì)(120)和控制器(107)的信號(hào)輸出端口相電連接，銣鐘(118)的輸出端分別與所述光頻梳(109)和鑒相器(116)的輸入端相電連接；

所述雙頻激光頻率測(cè)量系統(tǒng)2包括和所述穩(wěn)頻激光系統(tǒng)(1)的保偏光纖耦合器(105)通過(guò)保偏光纖(104)相連接的第三光纖準(zhǔn)直器(201)，和所述第三光纖準(zhǔn)直器(201)通過(guò)保偏光纖(104)依次連接的第三1/2波片(202)，第二偏振分光立方體(204)、第三偏振片(207)以及第三光電探測(cè)器(208)，所述第三1/2波片(202)和第三偏振片(207)連接在第三光電探測(cè)器(208)的一中軸線上，雙頻He-Ne激光器(203)和第二偏振片(205)通過(guò)保偏光纖(104)連接在第三光電探測(cè)器(208)的另一中軸線上，所述第二偏振片(205)通過(guò)保偏光纖(104)和第二光電探測(cè)器(206)相連接，所述第二光電探測(cè)器(206)和第三光電探測(cè)器(208)的輸出端分別和頻率計(jì)數(shù)器(209)的輸入端相電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于：所述可調(diào)諧激光器(101)輸出單一頻率、單一線偏振方向激光，通過(guò)改變其工作電流或電壓可連續(xù)調(diào)諧其輸出激光頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于：所述光頻梳(109)的工作波長(zhǎng)覆蓋所述可調(diào)諧激光器(101)的所有頻率，且其重復(fù)頻率和偏置頻率鎖定至微波頻率基準(zhǔn)信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的測(cè)量裝置其測(cè)量方法為：其特征在于：所述可調(diào)諧激光器(101)出射的激光經(jīng)所述光隔離器(102)后由所述第一光纖準(zhǔn)直器(103)進(jìn)入所述保偏光纖(104)，經(jīng)所述保偏光纖耦合器(105)分成三路激光，第一路進(jìn)入所述雙頻激光頻率測(cè)量系統(tǒng)(2)，第二路進(jìn)入所述波長(zhǎng)計(jì)(120)，第三路經(jīng)所述第二光纖準(zhǔn)直器(106)出射為空間激光光束并經(jīng)所述第一1/2波片(107)旋轉(zhuǎn)偏振態(tài)后由所述第一偏振分光立方體(108)透射，所述光頻梳(109)輸出的光束經(jīng)所述第二1/2波片(110)旋轉(zhuǎn)偏振態(tài)后由所述第一偏振分光立方體(108)反射，經(jīng)透射和反射后的兩路激光光束經(jīng)所述第一偏振片(111)后入射至所述光柵(112)，由所述光柵(112)反射的+1級(jí)光束經(jīng)所述平面反射鏡(113)反射后入射至所述第一光電探測(cè)器(114)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；所述第一光電探測(cè)器(114)輸出的電信號(hào)經(jīng)所述放大器(115)后作為測(cè)量信號(hào)輸入至所述鑒相器(116)，所述銣鐘(118)的輸出信號(hào)分別輸入至所述光頻梳(109)和所述鑒相器(116)作為參考信號(hào)，所述鑒相器(116)輸出的信號(hào)電壓與參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)的相位差成線性關(guān)系，所述鑒相器(116)輸出的信號(hào)輸入至所述控制器(117)經(jīng)比例-積分控制后輸出電壓信號(hào)輸入至所述可調(diào)諧激光器(101)的電流調(diào)制端口；所述計(jì)算機(jī)(119)的信號(hào)輸入端口分別與所述可調(diào)諧激光器(101)、所述波長(zhǎng)計(jì)(120)和所述控制器(107)的信號(hào)輸出端口相連接，穩(wěn)頻激光系統(tǒng)(1)的所有工作由計(jì)算機(jī)(119)中的軟件進(jìn)行操控；

經(jīng)所述保偏光纖耦合器(105)分成的第一路激光進(jìn)入所述雙頻激光頻率測(cè)量系統(tǒng)(2)的第三光纖準(zhǔn)直器(201)，經(jīng)第三光纖準(zhǔn)直器(201)出射的激光經(jīng)所述第三1/2波片(202)偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)后輸入至所述第二偏振分光立方體(204)，所述雙頻He-Ne激光器(203)出射的激光入射至所述第二偏振分光立方體(204)，經(jīng)所述偏振分光立方體(204)分光后的一路光經(jīng)所述第二偏振片(205)后入射至所述第二光電探測(cè)器(206)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)所述偏振分光立方體(204)分光后的另一路光經(jīng)所述第三偏振片(207)后入射至所述第三光電探測(cè)器(208)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所述第二光電探測(cè)器(206)和所述第三光電探測(cè)器(208)的輸出的電信號(hào)分別輸入至所述頻率計(jì)數(shù)器(209)。