[發明專利]一種激光掃描頻率帶寬標定裝置和標定方法

有效

• 申請號: 202110904239.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113804315B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 靳剛;成永杰;劉星汛;黃承祖;彭博;付子豪;康寧;代明珍;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: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02;G01M11/02
• 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

本申請公開了一種激光掃描頻率帶寬標定裝置和標定方法，所述激光掃描頻率帶寬標定裝置包括激光分束組件、光學延時組件、合束干涉組件和光學干涉探測組件；所述激光分束組件用于將光源激光分成待延時光束和原始光束兩路激光光束；所述光學延時組件用于將所述待延時光束進行光學延時形成延時光束；所述合束干涉組件用于將所述延時光束與所述原始光束合束且干涉；所述光學干涉探測用于根據光學探測得到的干涉條紋，推得激光掃描頻率范圍；其依據馬赫曾德爾光學干涉原理，通過干涉的高分辨能力將激光的掃描頻率轉換為激光的強度信息，在時域上即可測量激光的頻率調諧范圍；且由于干涉條紋與激光掃描頻率嚴格呈正比關系，則使得測試穩定性強。

技術領域

本申請涉及激光掃描頻率標定技術領域，涉及基于激光干涉方案實現的激光掃描頻率標定方案，尤其涉及一種激光掃描頻率帶寬標定裝置和標定方法。

背景技術

基于激光的光學材料分析測量、原子分子光譜分析等在精密測量領域應用廣泛，傳統的激光頻率測量有基于碘分子、堿金屬原子、鈣、鐿以及稀土材料等光譜在特定頻率范圍的可分辨吸收光譜，以實現激光頻率的絕對頻率掃描范圍測量；也可以依據標準具或者光學諧振腔的光學干涉方案，實現激光掃描頻率范圍測量。前者可以根據光譜結構的固有吸收峰間隔實現頻率軸的標定，后者需要根據干涉透射峰對應的自由光譜區間隔實現頻率軸的標定。但前者可標定的測量范圍有限，只在特定有吸收光譜的區間的激光波長段可以實現激光頻率的標定，后者一般自由光譜區間在百兆～十吉赫茲區間，難以實現精密的MHz量級的頻率標定。

發明內容

本申請提出一種激光掃描頻率帶寬標定裝置和標定方法，其通過采用光學延時干涉實現對激光掃描頻率的標定，可以實現低于100MHz的高精度間隔標定，且標定范圍極廣。

本申請提供一種激光掃描頻率帶寬標定裝置，所述激光掃描頻率范圍標定裝置包括激光分束組件、光學延時組件、合束干涉組件和光學干涉探測組件；所述激光分束組件用于將光源激光分成待延時光束和原始光束兩路激光光束；所述光學延時組件用于將所述待延時光束進行光學延時形成延時光束；所述合束干涉組件用于將所述延時光束與所述原始光束合束且干涉；所述光學干涉探測組件用于光學探測得到干涉條紋。

具體的，所述激光分束組件包括第一偏振件，所述合束干涉組件包括分束鏡，所述光學延時組件包括延時光纖，所述光學干涉探測組件包括探測器；分束鏡用于將所述光源激光分成所述待延時光束和所述原始光束兩路激光光束，所述待延時光束經過延時光纖進行光學延時形成所述延時光束，所述延時光束和所述原始光束經分束鏡合束且干涉；探測器用于探測接收所述干涉條紋。

具體的，分束鏡為偏振分束棱鏡，所述激光分束組件還包括第一偏振件，第一偏振件為第一二分之一波片，第一二分之一波片和所述偏振分束棱鏡沿著所述光源激光傳播方向依次布置；第一二分之一波片用于調節所述光源激光的偏振方向；所述第一二分之一波片可以設置有角度旋轉結構，通過旋轉所述第一二分之一波片的角度，調節所述光源激光的光束偏振方向，以調節其功率。

具體的，所述光學延時組件還包括光纖聚焦耦合組件，所述光纖聚焦耦合組件包括第一45°傾斜反射鏡、第二45°傾斜反射鏡和第一光纖耦合頭7，第一光纖耦合頭7內設置有聚焦透鏡，第一45°傾斜反射鏡、第二45°傾斜反射鏡、第一光纖耦合頭7和延時光纖沿所述待延時光束傳播方向依次布置，所述待延時光束依次經第一45°傾斜反射鏡、第二45°傾斜反射鏡反射后，進入第一光纖耦合頭7內，被所述聚焦透鏡匯聚到其焦點處、并進入延時光纖。

具體的，所述光學延時組件還包括第二光纖耦合頭，第二光纖耦合頭、延時光纖和光纖準直耦合件沿所述待延時光束傳播方向依次布置；第二光纖耦合頭用于對經延時光纖出射的所述延時光束準直后，使得所述延時光束進入所述偏振分束棱鏡，且與所述原始光束合束并干涉。