[發(fā)明專(zhuān)利]一種在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的裝置和算法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210036384.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114383726A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 義理林;蒲國(guó)慶;慕桓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州愛(ài)鷗光學(xué)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/02
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/02;G01J3/28;G06F17/18
• 代理公司: 杭州興知捷專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33338
• 代理人: 林振興

本發(fā)明屬于雙光梳生成領(lǐng)域，尤其涉及一種在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的裝置和算法，包括數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)從光學(xué)諧振腔的輸出里面獲取信息；計(jì)算中心，負(fù)責(zé)對(duì)反饋獲取的信息進(jìn)行識(shí)別，運(yùn)行算法和決策，給出指令到執(zhí)行器；執(zhí)行器，負(fù)責(zé)對(duì)諧振腔內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行變更，影響諧振腔的輸出，形成反饋。本發(fā)明基于硬件反饋裝置，使激光器自動(dòng)工作在雙光梳狀態(tài)，并結(jié)合了雙光梳判決算法和搜索算法，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的雙光梳自動(dòng)搜索，改變目前通過(guò)人工調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙光梳的局面，提升效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙光梳生成領(lǐng)域，尤其涉及一種在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的裝置和算法。

背景技術(shù)

光學(xué)頻率梳在頻域上表現(xiàn)為絕對(duì)頻率位置確定的等間隔分布的頻率梳齒，在時(shí)域上則表現(xiàn)為重復(fù)頻率固定的脈沖序列。時(shí)至今日，光學(xué)頻率梳已成為高精度光譜應(yīng)用的一種通用工具。

雙光梳是一對(duì)具有微小重復(fù)頻率差的光學(xué)頻率梳，在時(shí)域表現(xiàn)為一對(duì)周期存在微小差異的脈沖序列。基于雙光梳的測(cè)量精度更高，因此雙光梳具有重大應(yīng)用價(jià)值。然而，雙光梳的實(shí)現(xiàn)裝置復(fù)雜且需要十分精細(xì)的手動(dòng)調(diào)節(jié)。雙光梳源可大致分為基于雙諧振腔的雙光梳和基于單諧振腔的雙光梳，前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂；后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且兩個(gè)光梳在同一個(gè)諧振腔內(nèi)產(chǎn)生，共模噪聲抑制更好，性能優(yōu)越。

目前雙光梳的產(chǎn)生都是通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)諧振腔的偏振態(tài)、泵浦功率等參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以偏振調(diào)節(jié)為例，雙光梳狀態(tài)的偏振解空間小，需要花費(fèi)有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)員數(shù)小時(shí)來(lái)將激光器調(diào)節(jié)為雙光梳狀態(tài)輸出。此外，激光器容易在環(huán)境變化(溫度變化、機(jī)械振動(dòng)等)的影響下丟失雙光梳輸出，屆時(shí)需要重新調(diào)節(jié)偏振態(tài)來(lái)恢復(fù)雙光梳狀態(tài)輸出。可以看出，基于人工調(diào)節(jié)的雙光梳生成既無(wú)法與自動(dòng)化集成，其效率也十分低下。這點(diǎn)在基于單諧振腔的雙光梳中尤為明顯，因?yàn)樾枰趩沃C振腔內(nèi)平衡兩種不同的縱模。因此，基于單諧振腔的智能雙光梳技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它結(jié)合了光學(xué)、電路和算法，通過(guò)反饋對(duì)諧振腔進(jìn)行智能調(diào)控，從而使其自動(dòng)輸出理想的雙光梳狀態(tài)。如何利用算法對(duì)腔內(nèi)諸多參數(shù)進(jìn)行智能調(diào)控從而實(shí)現(xiàn)雙光梳狀態(tài)的智能搜索，是智能雙光梳技術(shù)面臨的難題。

在雙光梳生成領(lǐng)域，目前暫無(wú)與本發(fā)明相近似的實(shí)現(xiàn)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供了一種基于硬件反饋裝置，使激光器自動(dòng)工作在雙光梳狀態(tài)，并結(jié)合了雙光梳判決算法和搜索算法，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的雙光梳自動(dòng)搜索，改變目前通過(guò)人工調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙光梳的局面，提升效率的在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的裝置和算法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的裝置，包括

數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)從光學(xué)諧振腔的輸出里面獲取信息；

計(jì)算中心，負(fù)責(zé)對(duì)反饋獲取的信息進(jìn)行識(shí)別，運(yùn)行算法和決策，給出指令到執(zhí)行器；

執(zhí)行器，負(fù)責(zé)對(duì)諧振腔內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行變更，影響諧振腔的輸出，形成反饋。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集器采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片或者示波器用于獲取時(shí)域波形，或者采用光譜儀等裝置用于獲取光譜；所述計(jì)算中心采用電腦或者運(yùn)算芯片；所述執(zhí)行器包含了激光器的泵浦、偏振控制器和壓電陶瓷。

一種在單諧振腔內(nèi)自動(dòng)搜索雙光梳的算法，：具體步驟如下：

在啟動(dòng)后，先去查詢(xún)記憶庫(kù)中有無(wú)經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行狀態(tài)，若有經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行狀態(tài)，則使用經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行狀態(tài)為最優(yōu)化搜索算法進(jìn)行初始化；若無(wú)經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行狀態(tài)，則對(duì)最優(yōu)化搜索算法進(jìn)行隨機(jī)初始化；

在初始化完成后，最優(yōu)化搜索算法會(huì)將初始執(zhí)行狀態(tài)賦予執(zhí)行器，改變光學(xué)諧振腔的狀態(tài)，從而改變數(shù)據(jù)采集器采集到的信息；

計(jì)算中心會(huì)對(duì)當(dāng)前采集到的信息進(jìn)行識(shí)別，來(lái)知悉當(dāng)前的輸出狀態(tài)是否為雙光梳狀態(tài)；