[發明專利]基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統

在審

• 申請號: 201910870946.6
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110658635A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 何兵;鄒星星;沈輝;劉美忠;尤陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 31317 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張寧展

1.一種基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，特征在于其構成是：

沿激光種子源(1)輸出的窄線寬線偏振單頻激光方向依次是前置保偏摻Yb光纖放大器(2)、保偏耦合器(3)，該保偏耦合器(3)將輸入光分成1、2兩路光：

所述的1路光進入電光相位調制器(4)，第二正弦信號發生器(25)第一輸出端輸出的正弦信號輸入所述的電光相位調制器(4)進行電光相位調制，引入邊帶形成參考光輸出，沿該參考光方向依次是第一聲光相位調制器(6)、第一保偏放大器(7)、第一準直器(8)、第一半波片(13)、第一偏振分光棱鏡(14)，該第一偏振分光棱鏡(14)將入射光分為s光和p光，在所述的s光方向依次是四分之一波片(15)、第三半波片(16)；沿所述的p光方向依次是第四半波片(17)、偏振分光棱鏡(18)和高速光電探測器(19)；

所述的2路光直接進入第二聲光相位調制器(9)的第一輸入端，沿第二聲光相位調制器(9)的激光輸出方向依次是第二保偏放大器(10)、第二準直器(11)、第二半波片(12)、第一偏振分光棱鏡(14)，2路光經第一偏振分光棱鏡(14)的p光方向依次是四分之一波片(15)、第三半波片(16)，沿該第一偏振分光棱鏡(14)的s光方向是第四半波片(17)、偏振分光棱鏡(18)和高速光電探測器(19)；

所述的高速光電探測器(19)的輸出端與混頻器(20)的第一輸入端相連，該混頻器(20)的第二輸入端與所述的第二正弦信號發生器(25)的第二輸出端相連，沿所述的混頻器(20)的輸出端依次是低通濾波器(21)、控制器(22)、壓控振蕩器(23)、射頻放大器(24)、第二聲光相位調制器(9)的第二輸入端。

2.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的第一正弦信號發生器(5)和第二正弦信號發生器(25)是高穩定度的正弦信號發生器。

3.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的參考光經過一個電光相位調制器(4)、聲光相位調制器(6)，也可以為聲光相位調制器+聲光調制器的組合、或者電光相位調制器+電光相位調制器的組合。

4.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的探測光路是通過偏振分光棱鏡(14)泄露出的少量激光經過第三半波片(17)和偏振分光棱鏡(18)組成的檢偏器進行偏光干涉的探測結構。

5.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的電光調制器(4)所加的信號頻率在高速光電探測器(19)的帶寬范圍內，其調制深度可以根據實際調整。

6.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，利用參考光的邊帶與另一路激光進行拍頻，將相位調制轉化為幅度調制，進而實現光電探測，獲取外差鎖相的誤差信號。

7.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的高速光電探測器(19)為高速交流探測器，其帶寬大于調制頻率，高速光電探測器的工作波長范圍覆蓋參與合束光束的光波長。

8.根據權利要求1所述的基于光外差鎖相的激光偏振光束控制與合成系統，其特征在于，所述的控制器(22)的控制采用模擬PID控制或數字PID控制。