[發明專利]雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置及方法

有效

• 申請號: 201611045876.3
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106524898B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 張書練;李繼揚;談宜東
• 申請（專利權）人: 北京鐳測科技有限公司
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G05D25/02
• 代理公司: 11606 北京華進京聯知識產權代理有限公司
• 代理人: 哈達

本發明涉及一種雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置，包括：磁場施加模塊，用于產生與雙頻激光器輸出的雙頻激光垂直的磁場；穩頻模塊，包括壓電陶瓷設置于雙頻激光器的輸出腔鏡上；偏振片，設置于所述雙頻激光器輸出的雙頻激光的光路上形成雙頻拍頻光；光電探測器，用于接收雙頻拍頻光，并將光信號轉化為電信號；信號處理模塊，用于采集光電探測器并轉換為頻差信號；壓電陶瓷驅動模塊，用于控制壓電陶瓷的位移來調制施加在輸出腔鏡上的應力大小；數據處理模塊，用于根據信號處理模塊獲得的電信號，調整施加在輸出腔鏡上的應力大小。本發明還提供一種穩頻方法。本發明提供的雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置及方法能夠精確控制雙頻激光器輸出頻差。

技術領域

本發明涉及一種雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置，尤其涉及一種同時穩定與調制雙頻激光器輸出頻差的裝置及方法。

背景技術

雙頻激光器作為雙頻激光干涉儀的核心模塊，其頻差大小是決定雙頻激光干涉儀的測量速度的重要因素。雙頻激光器的頻率穩定度曾是考核雙頻激光器工作性能的唯一指標，但隨著多種測量需求的產生，雙頻激光器的頻差穩定性指標也引起了廣泛的重視。特別是對于波長合成測量以及高速震動測量領域，雙頻激光器的頻差穩定性直接決定了測量的精度。所以對于雙頻激光器輸出頻差的穩定性必須進行精確的控制。對于雙頻激光干涉儀，對輸出頻差大小的調制直接提高其測量速度和儀器性能。

目前，控制雙頻激光器的穩定輸出頻差方法主要是對雙頻激光器進行穩頻，如等光強法等，通過控制雙頻激光器頻率的穩定來實現頻差的穩定。

然而，傳統的穩頻方法結構比較復雜，需要將激光器與溫控部件均勻連接在一起，并且需要復雜的電路配合程序進行激光器的精確溫度控制來實現頻率的穩定。

發明內容

綜上所述，確有必要提供一種能夠精確控制與調制雙頻激光器輸出頻差的裝置及方法。

一種雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置，其中，所述雙頻激光器輸出頻差的穩頻裝置包括：

磁場施加模塊，用于產生與雙頻激光器輸出的雙頻激光垂直的磁場，所述雙頻激光器設置于所述磁場中；

穩頻模塊，包括壓電陶瓷，所述壓電陶瓷設置于雙頻激光器的輸出腔鏡上，用于調整雙頻激光器輸出的雙頻激光的頻差值；

偏振片，設置于所述雙頻激光器輸出的雙頻激光的光路上形成雙頻拍頻光；

光電探測器，設置于偏振片出射的雙頻拍頻光的光路上，用于接收雙頻拍頻光，并將光信號轉化為電信號；

信號處理模塊，與光電探測器電連接以采集光電探測器的電信號，將電信號轉換為頻差信號；

壓電陶瓷驅動模塊，與壓電陶瓷電連接，用于控制壓電陶瓷的位移量以調制施加在輸出腔鏡上的應力大小；

數據處理模塊，與所述信號處理模塊及壓電陶瓷驅動模塊電連接，用于根據信號處理模塊獲得的頻差信號，通過壓電陶瓷驅動模塊驅動壓電陶瓷，以調整施加在輸出腔鏡上的應力大小。

在其中一個實施例中，所述雙頻激光器輸出的兩束雙頻激光的雙頻分量偏振態方向相互垂直，且其中一個分量的偏振方向與輸出腔鏡的主應力方向相同，另一個分量的偏振方向與主應力方向垂直。

在其中一個實施例中，所述磁場施加模塊包括兩個磁條間隔且相對設置于雙頻激光器的兩側，用于形成垂直于雙頻激光方向的磁場。

在其中一個實施例中，所述壓電陶瓷設置于輸出腔鏡的邊緣，且使所述壓電陶瓷的位移方向平行于輸出腔鏡的主應力方向。

在其中一個實施例中，所述壓電陶瓷沿平行于輸出腔鏡的主應力方向對輸出腔鏡施加壓力。

在其中一個實施例中，所述壓電陶瓷設置于所述輸出腔鏡的邊緣，用于向所述輸出腔鏡施加壓力以調整雙頻激光器輸出的雙頻激光的頻差值。