[實用新型]基于雙電光相位調制晶體的剩余幅度調制主動控制裝置

有效

• 申請號: 201420024563.X
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN203722050U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李劉鋒;沈輝;陳李生;王春
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115;H01S3/13
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及精密測量和激光穩頻技術領域，尤其涉及一種基于雙電光相位調制晶體的剩余幅度調制主動控制裝置。

背景技術

光學相位調制和探測技術具有極高的探測靈敏度，廣泛應用于精密光譜、光頻標和激光干涉等領域；其中電光相位調制是實現光學相位調制的常用手段。在電光相位調制過程中以及調制后光束的傳播過程中，由于各種因素（如電光晶體雙折射效應和標準具效應等）的影響導致調制后的光束會產生剩余幅度調制，該效應成為影響光學相位調制和頻率或光譜探測靈敏度的一個重要因素。比如在激光的PDH穩頻中，剩余幅度調制的存在會導致探測的誤差信號中存在與激光頻率無關的偏置電壓，使探測的頻率與真實頻率之間存在偏差。

對于剩余幅度調制效應一般可以通過被動穩定電光調制器的環境（溫度、氣流和/或氣壓等）來降低其影響。但是在對探測靈敏度要求較高的應用中，被動的方式遠不能滿足要求，需要采用反饋控制的手段來主動補償，從而降低剩余幅度調制效應的影響。

目前通用的反饋控制方式有溫度反饋和電壓反饋。溫度反饋是通過控制晶體溫度主動補償剩余幅度調制造成的直流漂移，其優點是動態范圍大，不干擾晶體調制效果；但是由于改變晶體的溫度需要較長的響應時間，導致該種方式的響應速度慢，帶寬低。電壓反饋是通過控制施加在晶體上的電壓補償剩余幅度調制效應，其優點是響應速度快，帶寬高；但是由于反饋電壓與調制電壓有共用極板，容易相互干擾，影響剩余幅度調制的控制效果和電光相位調制深度的穩定性。另外由于一般晶體半波電壓較大，這導致電壓反饋的執行動態范圍小，長期鎖定效果不佳。?

發明內容

本實用新型的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種剩余幅度調制主動控制裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：

通過采用電壓反饋和溫度反饋相結合的方式來主動控制光相位調制過程中產生的剩余幅度調制效應，以避免電壓反饋信號和調制信號相互干擾的現象；同時利用溫度反饋和電壓反饋的優點，提高反饋系統的穩定性和可靠性，有效降低光相位調制中的剩余幅度調制。

具體地說，本實用新型的結構是：

信號源和電光相位調制晶體連接，激光器、起偏器、電壓反饋晶體、電光相位調制晶體、光隔離器和偏振分光棱鏡依次連通，獲得光的相位調制光并分成兩路；

從上到下，銅塊、熱電制冷片和熱沉通過導熱硅脂依次緊密固定，電壓反饋晶體和電光相位調制晶體用膠粘在銅塊上面，構成了剩余幅度調制主動控制的電壓反饋和溫度反饋的執行器件；

光電探測器探測偏振分光棱鏡出來的一路光，并與混頻器的射頻端相連；信號源、移相器和混頻器的本底振蕩端依次相連；

PI電路、積分器、溫控電路和熱電制冷片輸入端依次連接；

PI電路、高壓放大器和電壓反饋晶體依次連接。

本實用新型具有以下優點和積極效果：

①結構簡單，對電光晶體無特殊加工要求，易實現；

②可獲得較寬的控制帶寬，控制頻率可達kHz甚至更高，彌補了僅使用溫度環路進行剩余幅度調制溫度帶寬很低的缺點；

③同時使用溫度反饋控制和電壓反饋控制，使得系統控制的動態范圍大，鎖定穩定可靠；

④該原理具有普遍適用性，可用于其他電光相位調制器。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構方框圖；??

圖中：

00—光源及光路，

01—激光器，02—起偏器，03—光隔離器，04—偏振分光棱鏡；

10—電光相位調制模塊，

????11—電壓反饋晶體，12—電光相位調制晶體，13—銅塊，

14—熱電制冷片，??15—熱沉；

20—探測模塊，

????21—移相器，22—光電探測器，23—混頻器；

30—伺服電路模塊，

????31—PI電路，32—積分器，????33—溫控電路，34—高壓放大器。

圖2是剩余幅度調制控制噪聲譜；

????圖中：

橫軸為傅里葉頻率，縱軸為噪聲幅度譜密度；

1—測量儀器SR770噪聲本底，

2—混頻器和功分器的噪聲譜，

3—系統開環時剩余幅度調制噪聲譜，

4—系統閉環時剩余幅度調制噪聲譜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型詳細說明：?

一、總體