[發明專利]一種固體或氣體激光器快速穩頻方法

有效

• 申請號: 201310508733.1
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103532002A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李松濤;劉洋;任芝
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及激光穩頻技術，屬于光電子技術領域。

背景技術

根據現有技術可以得知，目前激光器的輸出一般都不是穩定的，也即其輸出的激光波長會隨著時間變化，而在很多時候，實際的應用中往往需要穩定波長的輸出，為了獲得穩定的波長輸出，一般都會使用穩頻裝置進行穩頻。其中附圖1示出了激光諧振腔內所形成穩定諧振的波長需要滿足2nL=mλ，其中L為諧振腔的腔長，n為激光增益介質的折射率(或者稱為諧振腔內的平均折射率)，λ為所能形成穩定振蕩的激光波長，也即要求2倍的腔長光程等于波長的整數倍，根據上面的公式可以得到并且由于c=λf，可以得出：那么在激光諧振腔內能夠形成穩定諧振的激光頻率為具有均勻間隔的多個，如圖2所示，由于每種激光增益介質都具有各自的增益曲線，如果正好有一個諧振頻率處于增益曲線的最大值處，并且兩側的頻率又相隔比較遠，那么在此處即可形成比較穩定的諧振，但是如果出現如圖3所示的情況，在增益曲線的中心部分存在多個頻率，那么在此處就存在多個頻率競爭，此處形成穩定諧振的概率就比較小，其中最可能形成穩定振蕩的就是最靠近增益譜線中線的那個頻率，同時，由于外界溫度或者震動等因素的影響，諧振腔的腔長也會發生微小的改變，這種改變包括變長和變短，腔長的變化會導致諧振波長的移動，諧振波長移動之后就可能使得正在穩定振蕩的波長變得相對于另外一個波長來說遠離增益介質的增益光譜中心，那么此時能夠形成穩定振蕩的就會變成另外一個波長，現有技術中為了形成穩定的輸出，一般都使用反饋裝置，也即使用一個監測裝置監測激光束的輸出波長，當激光器的輸出波長變長的時候就會調節腔長，使得腔長變短，從而使得輸出的波長變短，也即回到原來的波長，反之，當輸出的波長變短的時候就延長腔長，從而使得回到原來的波長，調節腔長的辦法有很多種，其中最常用的一個方式就是使用壓電陶瓷來調節其中一個腔反射鏡的位置，這些均屬于本領域公知的，此處不再贅述，但是現有的這種調節方式存在著諸多問題，問題之一就是調節時間長，過程慢，因為不管腔長變化了多少，都要按照相反的效應來移動反射鏡，反射鏡移動快了很容易就會將原來的諧振頻率錯過去，慢了就使得整個調節過程變得漫長，特別當錯過距離最近的那個合適點時，需要至少移動一個波長才能再次找到原來的頻率點，浪費時間更長，本發明正是針對該問題而提出來的，尋找一種快速的穩頻調節方式。

發明內容

本發明為解決上述的技術問題而提出了一種針對固體或氣體激光器的快速穩頻方法，其中的一個諧振腔反射鏡安裝在壓電陶瓷上。

本發明包括：

一種固體或氣體激光器的快速穩頻的方法，其特征在于：使用反饋裝置使得激光器的頻率得到穩定，其中采用反饋裝置監測到的腔長變化信息來驅動壓電陶瓷的移動來補償腔長的變化，所述的壓電陶瓷上安裝有諧振腔的反射鏡。

具體的穩頻方法如下：

步驟一、首先判斷是否成立，其中電壓V為反饋裝置檢測激光器輸出波長變化后為了補償腔長變化而需要給壓電陶瓷施加的電壓，壓電陶瓷移動時對應的電壓的正值為V₁，其中λ為激光器的輸出波長，n為諧振腔的平均折射率，如果成立執行步驟二，如果不成立執行步驟三；

步驟二、壓電陶瓷的移動方向為與腔長的變化方向相反，也即如果反饋裝置檢測到的是腔長變長了，則壓電陶瓷的移動方向使得腔長變短，反之，如果反饋裝置檢測到的是腔長變短了，則壓電陶瓷的移動方向使得腔長變長，并且此時壓電陶瓷所施加的最大電壓的絕對值應小于

步驟三、壓電陶瓷的移動方向與原來腔長變化的方向一致，也即如果反饋裝置檢測到的是腔長變長了，則壓電陶瓷的移動方向使得腔長繼續變長，反之，如果反饋裝置檢測到的是腔長變短了，則壓電陶瓷的移動方向使得腔長繼續變短，并且此時壓電陶瓷所施加的最大電壓的絕對值應小于等于

步驟四、在步驟二或步驟三中，如果首次將壓電陶瓷的電壓施加到最大值后仍然沒有找到原來的頻率點，則應當逐步降低所施加的電壓向回進行搜索，直至尋找到原來的頻率點。

附圖說明

圖1示出了一般的激光器諧振腔內的諧振頻率；

圖2為當諧振腔的諧振頻率與激光增益介質的增益譜線的中心重合的情況；

圖3示出了當諧振腔的諧振頻率與激光增益介質的增益譜線的中心不重合的情況；

圖4示出了腔長變化時對激光輸出波長的影響。

具體實施方式