[實用新型]一種雙頻光源裝置

有效

• 申請號: 201620942944.5
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN206211258U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 文僑;梁國文;李冀
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 高星

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，特別涉及一種雙頻光源裝置。

背景技術

激光技術的發展有力的推動了光通信、非線性光學、高分辨光學等領域的發展，尤其在精密干涉測量方面占據了很大優勢。精密干涉測量主要以激光波長作為“尺子”，利用干涉原理來測定各種參量，如加速度、位移、角位移等等。由于光波長為nm數量級，因此其分辨精度是電學、磁學元件無法比擬的。激光干涉儀以其特有的大測量范圍、高分辨率和高測量精度等優點，在精密和超精密測長領域獲得了廣泛的應用。激光干涉使用的激光器主要為單頻激光器和雙頻激光器。較早使用的激光測量儀器是以單頻激光為基礎的單頻干涉儀，但該干涉儀受環境因素的影響比較嚴重，尤其是在測量環境惡劣、測量距離較長時受影響更為突出。主要是因為它產生的是一直流信號，在大距離測量時光能的衰減、空氣湍流的存在、背景光強的變化等對激光束的干擾都會使光束發生偏移，不可避免的使激光束強度發生變化，從而導致直流光強和電平的漂移。由于單頻干涉儀在測量時很大程度上受直流放大器的漂移、光接收器靈敏度和激光功率起伏的限制，因此單頻激光干涉儀在高精度測量中是很難利用的。

在單頻激光干涉儀的基礎上發展起來的雙頻激光干涉儀是一種外差干涉儀，其最顯著的特點是利用載波技術將被測物理量信息轉換成調頻或調幅信號，它克服了普通單頻干涉儀測量信號直流漂移的問題，具有信號噪聲小、抗環境干擾、允許光源多通道復用等諸多優點，被廣泛應用于先進制造行業和納米技術領域作為距離測量、速度測量、振動測量、形貌測量，實時位置測控等。

目前使用的雙頻激光器主要有塞曼雙頻激光、雙縱模雙頻激光以及清華大學張書練教授課題組提出的雙折射率雙頻激光。塞曼雙頻激光利用塞曼效應，該效應是指若把光源放在磁場中，光源發出的譜線將發生分裂的這種現象。塞曼雙頻激光器輸出頻差一般在1MHz以下，一般不用于高速精密激光外差干涉測量。雙縱模激光器是通過控制激光器的腔長等，實現在一個激光諧振腔中輸出兩個縱模頻率的激光，縱模頻差可達600MHz－1GHz(對應的激光管長度為150mm－250mm)。雙折射雙頻激光為在單縱模激光諧振腔內，插入一塊具有雙折射效應的光學元件如石英晶體、方解石等等，使得腔內的激光分裂成具有不同光學諧振腔長的o光和e光，這兩束正交線偏振的雙頻激光振蕩輸出，其頻差為3－40MHz之間，可通過調節雙折射晶體的應力得到所需的頻差。

在上述的三種雙頻激光器中，其共同特點為激光頻率調整難度較大，且頻率差調整范圍較有限，比如塞曼的頻差只能在比較小的范圍調節，雙縱模激光頻差只能在比較大的范圍調節，而雙折射雙頻只能在中間某個范圍調節。另外，這些雙頻激光器的兩個頻率的激光諧振腔在幾何路徑上完全共程，兩個頻率相互影響，在改變激光器的一個頻率時，往往對另外一個頻率造成影響，不易調頻。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種雙頻光源裝置，旨在解決傳統雙頻光源裝置頻率調節范圍小、頻率調節困難的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種雙頻光源裝置，包括泵浦單元、諧振腔單元以及用于將所述泵浦單元發出的泵浦光耦合至所述諧振腔單元的耦合單元；所述諧振腔單元包括共程光路段和非共程光路段，所述共程光路段設有增益介質，所述非共程光路段包括獨立傳輸且光程不同的第一偏振段和第二偏振段，所述第一偏振段和第二偏振段傳輸的激光偏振方向不同；所述共程光路段和所述第一偏振段構成第一諧振腔，所述共程光路段和所述第二偏振段構成第二諧振腔；所述雙頻光源裝置還包括用于將所述第一諧振腔產生的第一頻率激光和所述第二諧振腔產生的第二頻率激光輸出的輸出單元。

作為本實用新型的優選技術方案：

所述共程光路段和非共程光路段形成環形的諧振腔單元，所述共程光路段包括位于所述非共程光路段一側的第一共程段和位于所述非共程光路段另一側的第二共程段，所述第一共程段通過第一偏振分光單元連接所述第一偏振段的一端和第二偏振段的一端，所述第二共程段通過第二偏振分光單元連接所述第一偏振段的另一端和第二偏振段的另一端，所述增益介質發出的光經所述第一諧振腔形成所述第一頻率激光，所述增益介質發出的光經所述第二諧振腔形成所述第二頻率激光。