[發明專利]一種激光光譜頻率分裂間隔測定方法和測定裝置

有效

• 申請號: 202110904231.5
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113804295B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 靳剛;成永杰;劉星汛;黃承祖;彭博;付子豪;康寧;齊萬泉
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

1.一種激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

將激光光束取樣分束，采用被測激光器的波長為時域內周期性連續變化；

將分束后的兩束所述激光光束反向原路返回，將其中一束所述激光光束進行延時，然后將延時后的所述激光光束與另一束所述激光光束合束進行光學干涉；

通過平衡零拍探測器的兩個光電探頭的光電傳感器面分別接收來自第二光纖分束器的第二輸出臂和光纖環行器第三端口輸出的激光，將兩路信號在所述平衡零拍探測器上實現差分探測，探測兩束所述激光光束干涉產生的邁克爾遜干涉條紋，根據所述干涉條紋的峰峰時域差值范圍，標定所述激光光束頻率掃描時的瞬時頻率；

通過光纖隔離器隔離后方的光路中器件的反射光進入到所述被測激光器中，通過第一光纖分束器將所述被測激光器的功率分為兩部分，其中取樣的一部分功率用于激光調諧頻率范圍測量，在時域上結合光譜譜線進行頻率標定。

2.如權利要求1所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，安裝被測激光器時，采用用于量子場強測量系統中耦合光的509nm單頻激光器，其波長連續可變。

3.如權利要求1所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，將所述激光光束取樣分束時，通過第一光纖分束器，將取樣部分功率用于激光干涉測量激光頻率；通過第二光纖分束器，將取樣一半的激光功率用于后續雙光束干涉，另一半輸入至平衡零拍探測器。

4.如權利要求1所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，將分束后的兩束所述激光光束折返合束，且進行光學干涉時，通過光纖環行器、第三光纖分束器、延時光纖、第一光纖法拉第旋光鏡和第二光纖法拉第旋光鏡實現；激光光束依次經過所述光纖環行器的光纖環行器第一端口、光纖環行器第二端口、第三光纖分束器，之后分成兩部分等功率激光，分別經由延時光纖、第一光纖法拉第旋光鏡和第二光纖法拉第旋光鏡，然后在第一光纖法拉第旋光鏡、第二光纖法拉第旋光鏡兩個旋光鏡上反射的激光反向原路返回至所述光纖環行器，從光纖環行器第三端口輸出。

5.如權利要求1所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，探測兩束所述激光光束干涉產生的邁克爾遜干涉條紋時，采用示波器讀取平衡零拍探測器輸出的電信號，在示波器上得到對應干涉信號的電信號。

6.如權利要求1所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，將兩路信號在所述平衡零拍探測器上實現差分探測時，通過所述平衡零拍探測器差分特點，將兩束光信號強度做差，消除信號背景；通過所述平衡零拍探測器輸出電壓經過電纜進入示波器進行干涉信號顯示存儲處理。

7.一種激光光譜頻率分裂間隔測定裝置，用于實現如權利要求1-6中任一項所述的激光光譜頻率分裂間隔測定方法，其特征在于，包括：

所述被測激光器，用于發射被測激光光束；

光束防反射模塊，用于防止后續鏈路器件連接中，反向所述激光光束進入到所述被測激光器中；

取樣分束模塊，用于將所述激光光束分束成兩束；

光束折返合束及干涉模塊，用于將分束后的兩束所述激光光束合束并產生光學干涉；

干涉條紋探測模塊，用于探測兩束所述激光光束干涉產生的邁克爾遜干涉條紋。

8.如權利要求7所述的激光光譜頻率分裂間隔測定裝置，其特征在于，

所述被測激光器后依次設置所述光纖隔離器、所述第一光纖分束器、所述第二光纖分束器、所述光纖環行器、第三光纖分束器、延時光纖和光纖法拉第旋光鏡；所述光纖隔離器隔離后方反射光避免進入所述被測激光器中，所述第一光纖分束器將所述被測激光器的功率分為兩部分；第二光纖分束器用于將激光分成兩束激光，一束激光直接接入光電探測器的一個光電傳感器上；

另一束激光進入所述光纖環行器后，經所述第三光纖分束器被分成兩份，其中

一份依次經過所述延時光纖、第一法拉第旋光鏡后，光束在所述延時光纖內折返，依次經過所述第三光纖分束器、所述光纖環行器，從所述光纖環行器第三端口輸出，另一束光直接經過第二法拉第旋光鏡后光束折返，在所述第三光纖分束器上與被延時光束合束后產生光纖鏈路上干涉，然后經過所述光纖環行器，從所述光纖環行器第三端口輸出，進入所述平衡零拍探測器的另一個光電傳感器面上。