[發明專利]一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻系統及方法

在審

• 申請號: 202010398047.3
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111585168A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 孟紅玲
• 申請（專利權）人: 中科啟迪光電子科技（廣州）有限公司
• 主分類號: H01S5/0687
• 分類號: H01S5/0687
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 黃凡凡

本發明公開了一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻系統及方法，系統包括半導體激光器、第一半波片、第一偏振分束器、第二半波片、第二偏振分束器、分束器、銣泡、第三偏振分束器、光電差分探測器和控制電路。本發明的有益效果：系統科學合理，簡單方便，較之現有的激光器穩頻系統，本系統模塊化清晰，結構更簡單，性能更優良，成本更低，由于穩頻光工作波段位于近紅外所在波段，因此可以為精密測量提供硬件基礎，為近紅外光的應用起到了推動作用。

技術領域

本發明涉及激光器穩頻系統的技術領域，具體來說，涉及一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻系統及方法。

背景技術

現在隨著窄線寬半導體激光二極管制造技術的飛速發展，半導體激光器成為精密測量技術的首選激光光源。但是自由運轉的二極管激光器的頻率穩定性很差，在采取了溫度、電流穩定控制后，其頻率仍然存在漂移，這就不能滿足精密測量對激光頻率的要求，需要采取更進一步的穩頻措施。

現有的激光器穩頻系統，如傳輸腔穩頻系統是利用一臺穩定度高的激光器做參考(例如碘穩頻的氦氖激光器)，將參考激光器的激光和待穩激光器(半導體激光器)的激光同時入射到一臺掃描的法布里-玻羅干涉儀(傳輸腔)中，利用光電探測器探測參考激光器的激光經過傳輸腔后的透射信號及待穩激光器的激光經過傳輸腔后的透射信號，再采用數據采集卡轉換成數字信號后輸入到計算機中，通過計算并鎖定透射信號中透射峰間距來提高待穩激光器的穩定度。其中，傳輸腔的腔長由壓電陶瓷進行調節，具體可以通過壓電陶瓷驅動源輸出的鋸齒波電壓信號調節壓電陶瓷的伸縮，由此改變傳輸腔的長度，達到改變傳輸腔的諧振頻率的目的。這種激光器穩頻系統結構復雜，性能也較差，并不能很好的滿足激光器的穩頻需求

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻系統，可解決目前半導體激光二極管的激光頻譜寬，頻率漂移等一系列問題，并且系統的結構簡單、成本較低、性能優良。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻系統，包括半導體激光器、第一半波片、第一偏振分束器、第二半波片、第二偏振分束器、分束器、銣泡、第三偏振分束器、光電差分探測器和控制電路；

所述半導體激光器在控制電路控制下發出的激光束經過所述第一半波片后進入到所述第一偏振分束器中，經所述第一偏振分束器分束后得到第一光束和第二光束，所述第二光束經過所述第二半波片后進入到所述第二偏振分束器中，經所述第二偏振分束器分束后得到第三光束和第四光束，所述第三光束進入到所述第三偏振分束器中，經所述第三偏振分束器分束后得到第五光束，所述第四光束進入到所述分束器中，經所述分束器分束后得到第六光束和第七光束，所述第五光束與所述第六光束方向相反且二者均進入到所述銣泡中，經所述銣泡疊加后進入到所述光電差分探測器中，所述第七光束經過所述銣泡后進入到所述光電差分探測器中，所述光電差分探測器輸出信號至所述控制電路。

進一步地，所述半導體激光器與所述第一半波片之間的光路上設置有準直器。

進一步地，所述準直器與所述第一半波片之間的光路上設置有光隔離器。

進一步地，所述第三光束依次經過第一反射鏡和第三反射鏡后進入到所述第三偏振分束器。

進一步地，所述第七光束經過所述第二反射鏡后進入到所述銣泡中。

本發明還提供了一種基于差分飽和吸收譜的激光器穩頻方法，包括以下步驟：

S1將半導體激光器在控制電路控制下發出的激光束經過第一半波片后射入到第一偏振分束器中，以分束成第一光束和第二光束；