[發明專利]一種快速精確測量光學腔自由光譜區的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011004925.5
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112161706B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王雅君;武奕淼;鄭耀輝;田龍
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

1.一種快速精確測量光學腔自由光譜區的裝置，其特征在于：包括單頻激光器(1)、光學腔(2)、低頻信號源(3)、高壓放大器(4)、電光調制器(5)、射頻信號源(6)、光電探測器(7)、示波器(8)；

所述單頻激光器(1)的輸出光經電光調制器(5)調制后注入光學腔(2)，光學腔(2)的輸出信號導入到光電探測器(7)；所述單頻激光器(1)用來產生載波輸出；所述電光調制器(5)用來調制輸入光，產生調制邊帶；

所述射頻信號源(6)的輸出端與電光調制器(5)的輸入端相連接，用以改變調制頻率，進而改變調制邊帶位置；所述低頻信號源(3)的輸出端與高壓放大器(4)相連，高壓放大器(4)與光學腔(2)的壓電陶瓷相連，低頻信號源(3)為高壓放大器(4)提供一個三角波信號，高壓放大器(4)用來掃描光學腔(2)的腔長；所述光電探測器(7)的輸出與示波器(8)相連接，用來觀測調制邊帶位置的變化。

2.根據權利要求1所述的一種快速精確測量光學腔自由光譜區的裝置，其特征在于：所述的單頻激光器(1)輸出光的頻率在射頻信號源(6)的調諧范圍內；所述的射頻信號源(6)的調諧范圍大于光學腔(2)的自由光譜范圍。

3.一種基于權利要求1所述裝置的光學腔自由光譜區的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)、單頻激光器(1)輸出光經電光調制器(5)進行調制；

2)、電光調制器(5)輸入端與射頻信號源(6)的輸出端相連，通過調節射頻信號源(6)的輸出頻率調節調制邊帶的頻率；

3)、將調制后的激光注入光學腔(2)腔中，光學腔(2)的壓電陶瓷與高壓放大器(4)相連，通過一低頻信號源(3)為高壓放大器(4)提供三角波信號用以掃描光學腔(2)腔長；

4)、將掃描光學腔(2)后的輸出光輸入光電探測器(7)進行探測，光電探測器(7)的輸出端與示波器(8)相連，示波器(8)用于讀出探測到的波形及信號強度；

5)、通過連續改變射頻信號源(6)的輸出頻率，使調制邊帶向著載波移動，使調制邊帶與載波重合，繼續微調使載波強度達到最大，此時，射頻信號源(6)的輸出頻率即為光學腔(2)的自由光譜范圍；

6)、根據Δυ_FSR＝c/2nL或Δυ_FSR＝c/nL計算得到光學腔的腔長。

4.根據權利要求3所述的光學腔自由光譜區的測量方法，其特征在于：所述光學腔(2)為三面環形腔。

5.根據權利要求3所述的光學腔自由光譜區的測量方法，其特征在于：所述光學腔(2)為環形腔或駐波腔。