[實(shí)用新型]一種雙頻光源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620946409.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN206236953U
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文僑;梁國文;李冀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所44237
• 代理人: 高星

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙頻光源。

背景技術(shù)

激光技術(shù)的發(fā)展有力的推動(dòng)了光通信、非線性光學(xué)、高分辨光學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，尤其在精密干涉測(cè)量方面占據(jù)了很大優(yōu)勢(shì)。精密干涉測(cè)量主要以激光波長作為“尺子”，利用干涉原理來測(cè)定各種參量，如加速度、位移、角位移等等。由于光波長為nm數(shù)量級(jí)，因此其分辨精度是電學(xué)、磁學(xué)元件無法比擬的。激光干涉儀以其特有的大測(cè)量范圍、高分辨率和高測(cè)量精度等優(yōu)點(diǎn)，在精密和超精密測(cè)長領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。激光干涉主要使用的激光器為單頻激光器和雙頻激光器。較早使用的激光測(cè)量儀器是以單頻激光為基礎(chǔ)的單頻干涉儀，但該干涉儀受環(huán)境因素的影響比較嚴(yán)重，尤其是在測(cè)量環(huán)境惡劣，測(cè)量距離較長時(shí)受影響更為突出。主要是因?yàn)樗a(chǎn)生的是一直流信號(hào)，在大距離測(cè)量時(shí)光能的衰減、空氣湍流的存在、背景光強(qiáng)的變化等對(duì)激光束的干擾都會(huì)使光束發(fā)生偏移，不可避免的使激光束強(qiáng)度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致直流光強(qiáng)和電平的漂移。由于單頻干涉儀在測(cè)量時(shí)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(cè)量中是很難利用的。

在單頻激光干涉儀的基礎(chǔ)上發(fā)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(diǎn)是利用載波技術(shù)將被測(cè)物理量信息轉(zhuǎn)換成調(diào)頻或調(diào)幅信號(hào)，它克服了普通單頻干涉儀測(cè)量信號(hào)直流漂移的問題，具有信號(hào)噪聲小、抗環(huán)境干擾、允許光源多通道復(fù)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)制造行業(yè)和納米技術(shù)領(lǐng)域作為距離測(cè)量、速度測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、形貌測(cè)量，實(shí)時(shí)位置測(cè)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(xué)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(yīng)，該效應(yīng)是指若把光源放在磁場(chǎng)中，光源發(fā)出的譜線將發(fā)生分裂的這種現(xiàn)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(cè)量。雙縱模激光器是通過控制激光器的腔長等，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)激光諧振腔中輸出兩個(gè)縱模頻率的激光，縱模頻差可達(dá)600MHz－1GHz(對(duì)應(yīng)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(nèi)，插入一塊具有雙折射效應(yīng)的光學(xué)元件如石英晶體、方解石等等，使得腔內(nèi)的激光分裂成具有不同光學(xué)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(diào)節(jié)雙折射晶體的應(yīng)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(diǎn)為激光頻率調(diào)整難度較大，且頻率差調(diào)整范圍較有限，比如塞曼的頻差只能在比較小的范圍調(diào)節(jié)，雙縱模激光頻差只能在比較大的范圍調(diào)節(jié)，而雙折射雙頻只能在中間某個(gè)范圍調(diào)節(jié)。另外，這些雙頻激光器的兩個(gè)頻率的激光諧振腔在幾何光路上完全共程，兩個(gè)頻率相互影響，在改變激光器的一個(gè)頻率時(shí)，往往對(duì)另外一個(gè)頻率造成影響，不易調(diào)頻。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙頻光源，旨在解決傳統(tǒng)雙頻光源頻率調(diào)節(jié)范圍小、頻率調(diào)節(jié)困難的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種雙頻光源，包括用于產(chǎn)生泵浦光的泵浦單元、諧振腔單元以及用于將所述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(shè)有增益介質(zhì)，所述非共程光路段包括獨(dú)立傳輸且光程不同的第一分段和第二分段，所述共程光路段和所述第一分段構(gòu)成第一諧振腔，所述共程光路段和所述第二分段構(gòu)成第二諧振腔，所述雙頻光源還包括用于將所述第一諧振腔產(chǎn)生的第一頻率激光和所述第二諧振腔產(chǎn)生的第二頻率激光輸出的輸出單元。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案：

所述共程光路段包括位于所述非共程光路段一側(cè)的第一共程段和位于所述非共程光路段另一側(cè)的第二共程段，所述第一分段和第二分段并列連接于所述第一共程段和第二共程段之間，所述增益介質(zhì)發(fā)出的光經(jīng)所述第一諧振腔形成所述第一頻率激光，所述增益介質(zhì)發(fā)出的光經(jīng)所述第二諧振腔形成所述第二頻率激光。

所述輸出單元設(shè)置于所述共程光路段。

所述輸出單元為可同時(shí)輸出所述第一頻率激光和第二頻率激光的輸出單元；

或者，所述輸出單元包括用于輸出第一頻率激光的第一輸出單元和用于輸出第二頻率激光的第二輸出單元。

所述第一分段和第二分段各設(shè)有一所述輸出單元。

所述第一分段的一端和第二分段的一端通過第一分光合光單元共同連接于所述共程光路段的一端，所述第一分段的另一端和第二分段的另一端通過第二分光合光單元共同連接于所述共程光路段的另一端。

在所述第一分段和第二分段上各設(shè)有一隔離器。