[發(fā)明專利]基于雙光纖干涉儀的窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011137625.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112146853A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳耀笠;趙灝;覃波;歐陽(yáng)竑;劉鵬飛;劉志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發(fā)明公開(kāi)一種基于雙光纖干涉儀的窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置，該窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置主要由1×2光纖分路器、2個(gè)光纖干涉儀及相位漂移檢測(cè)電路組成。2個(gè)光纖干涉儀為邁克爾遜光纖干涉儀和/或馬赫?曾德?tīng)柟饫w干涉儀。2個(gè)光纖干涉儀的測(cè)量光纖具有不同的溫度延時(shí)系數(shù)。雙干涉儀通過(guò)獲得兩個(gè)相位漂移檢測(cè)值從而解調(diào)出測(cè)量光纖內(nèi)激光器頻率漂移產(chǎn)生的相位漂移和溫度變化產(chǎn)生的相位漂移。本發(fā)明不僅能夠在普通工作環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)高精度的激光器頻率漂移檢測(cè)，從而能夠?qū)⑸逃谜€寬激光器頻率穩(wěn)定性提高一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)或者為光纖干涉儀校正激光器頻率漂移造成的系統(tǒng)誤差提供參考依據(jù)，而且能夠滿足封裝體積緊湊和低成本的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙光纖干涉儀的窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

窄線寬激光器具有良好的相干性能，廣泛應(yīng)用于激光雷達(dá)、光學(xué)儀器以及各種光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有的窄線寬激光器，如窄線寬光纖激光器和窄線寬半導(dǎo)體激光器等，其一般采用緊湊的F-P干涉儀進(jìn)行穩(wěn)頻，由于F-P腔的腔長(zhǎng)過(guò)短且存在熱力學(xué)噪聲、環(huán)境振動(dòng)噪聲等因素的影響，窄線寬激光器在普通環(huán)境下的激光頻率穩(wěn)定性僅能控制在10MHz量級(jí)。而氣體分子飽和吸收、超穩(wěn)腔等技術(shù)手段不利于緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建造使用成本高，難以推廣應(yīng)用。然而，在一些精密測(cè)量領(lǐng)域，窄線寬激光器的頻率漂移成為主要的系統(tǒng)檢測(cè)誤差來(lái)源，為此需要對(duì)窄線寬激光器的頻率漂移進(jìn)行檢測(cè)，以利用該頻率漂移檢測(cè)結(jié)果來(lái)對(duì)窄線寬激光器進(jìn)行補(bǔ)償，或者利用該頻率漂移檢測(cè)結(jié)果來(lái)校正系統(tǒng)檢測(cè)誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有窄線寬激光器頻率漂移穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，提供一種基于雙光纖干涉儀的窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

基于雙光纖干涉儀的窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置，該窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置主要由1×2光纖分路器、2個(gè)光纖干涉儀及相位漂移檢測(cè)電路組成；2個(gè)光纖干涉儀為邁克爾遜光纖干涉儀和/或馬赫-曾德?tīng)柟饫w干涉儀；其中：每個(gè)邁克爾遜光纖干涉儀均由A型光纖耦合器、測(cè)量光纖和2個(gè)法拉第磁旋轉(zhuǎn)反射鏡組成；A型光纖耦合器的左側(cè)包括至少2個(gè)端口，其中一個(gè)端口形成光纖干涉儀的輸入端，另一個(gè)端口形成光纖干涉儀的輸出端；A型光纖耦合器的右側(cè)包括至少2個(gè)端口，其中一個(gè)端口經(jīng)由測(cè)量光纖與一個(gè)法拉第磁旋轉(zhuǎn)反射鏡連接，另一個(gè)端口直接與另一個(gè)法拉第磁旋轉(zhuǎn)反射鏡連接；每個(gè)馬赫-曾德?tīng)柟饫w干涉儀均由B型光纖耦合器、測(cè)量光纖和C型光纖耦合器組成；B型光纖耦合器的左側(cè)包括至少1個(gè)端口，其中一個(gè)端口形成光纖干涉儀的輸入端；C型光纖耦合器的右側(cè)包括至少1個(gè)端口，其中一個(gè)端口形成光纖干涉儀的輸出端；B型光纖耦合器的右側(cè)包括至少2個(gè)端口；C型光纖耦合器的左側(cè)包括至少2個(gè)端口；B型光纖耦合器的右側(cè)的一個(gè)端口經(jīng)由測(cè)量光纖與C型光纖耦合器的左側(cè)的一個(gè)端口連接；B型光纖耦合器的右側(cè)的另一個(gè)端口直接與C型光纖耦合器的左側(cè)的另一個(gè)端口連接；2個(gè)光纖干涉儀的測(cè)量光纖具有不同的溫度延時(shí)系數(shù)；1×2光纖分路器的輸入端形成該窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置的輸入端，并輸入窄線寬激光器的監(jiān)測(cè)激光；1×2光纖分路器的2個(gè)輸出端各與一個(gè)光纖干涉儀的輸入端連接，2個(gè)光纖干涉儀的輸出端與相位漂移檢測(cè)電路的輸入端連接；相位漂移檢測(cè)電路的輸出端形成該窄線寬激光器頻率漂移檢測(cè)裝置的輸出端，并輸出激光器頻率漂移產(chǎn)生的測(cè)量光纖相位漂移量和/或激光器激光頻率漂移量。

當(dāng)2個(gè)光纖干涉儀均為邁克爾遜光纖干涉儀時(shí)：

相位漂移檢測(cè)電路輸出的測(cè)量光纖L₁內(nèi)激光頻率漂移產(chǎn)生的相位漂移量N₁為：

相位漂移檢測(cè)電路輸出的測(cè)量光纖L₂內(nèi)激光頻率漂移產(chǎn)生的相位漂移量N₂為：

相位漂移檢測(cè)電路輸出的激光器頻率漂移量Δf為：