CN102005693A - 用于精密计量的激光频率稳定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于精密计量的激光频率稳定方法及装置，其包括以下步骤：1)设置一包括法布里-珀罗干涉仪、待稳定激光器、稳频激光器、法布里-珀罗腔锁定系统和激光频率锁定系统的用于精密计量的激光频率稳定装置；2)法布里-珀罗腔锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将法布里-珀罗干涉仪的某一级共振峰稳定至稳频激光器的输出激光频率；3)激光频率锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将待稳定激光器的输出激光频率稳定至步骤2)中法布里-珀罗干涉仪的某一共振峰；4)选择不同的法布里-珀罗干涉仪的共振峰，重复步骤3)，将待稳定激光器的输出频率稳定至法布里-珀罗干涉仪的其它共振峰，实现激光器频率的大范围调谐。本发明具有可溯源、频率稳定度高以及频率调谐范围大的优点，可以广泛适用于激光精密计量领域。

Description

用于精密计量的激光频率稳定方法及装置

技术领域

本发明涉及一种激光频率稳定方法及装置，特别是关于一种用于精密计量的激光频率稳定方法及装置。

背景技术

在计量领域，溯源性是指任何一个测量结果或计量标准值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。1983年第十七届国际计量大会推荐了几种用于复现米定义的稳频激光器，这些稳频激光器可直接作为复现米定义的计量基准。可调谐激光器因具有输出激光频率大范围(约100GHz)连续可调谐的特点，在激光精密计量领域有着重要的应用。但是，由于受到环境温度变化和机械振动的影响，自由运转的可调谐激光器在数小时内的长期频率稳定度会达到甚至超过MHz量级。激光频率的波动对精密计量的不确定度有着严重的影响。为了将其应用于精密计量领域，需要对其输出激光频率进行稳定，也称为对激光器输出频率的锁定。此外，将测量结果溯源至计量基准也是计量研究一个必要条件。

基于一般的控制理论对激光器的输出频率进行稳定，需要对激光器当前的输出频率进行精确的测量。但是，光波的频率约为10¹⁴Hz，至今还没有一种仪器可以对如此高的频率进行直接的测量。基于对待稳定激光器频率的间接测量，拍频法和法布里-珀罗腔鉴频法是稳定激光器频率的两种有效方法。

拍频法稳定激光频率的原理是由待稳定激光器与稳频激光器进行光学拍频，经光学拍频将待测量频率降至MHz至GHz量级，再由光电探测器探测拍频信号，经锁相环电路处理后得到误差信号，该误差信号经放大后形成反馈调节激光器的驱动信号，最终使得激光器的输出频率与稳频激光器的输出频率相差一个稳定的光学拍频频率。该方法详见文献(1)：Accurate frequency control of aninternal-mirror He-Ne laser by means of a radiation-heating system，J.Ishikawa，Appl.Opt.，1995，34：6095-6098。选择作为米定义计量基准的激光器作为稳频激光器，拍频法可将待稳定激光器频率直接溯源到米定义计量基准。但是受到光电探测器带宽和高频电路噪声的影响，拍频法的光学差拍量和频率稳定度都受到了很大的限制。N.Kuramoto和K.Fujii用该方法稳定可调谐外腔半导体激光器的输出频率，其频率稳定度只能达到900kHz，频率调谐范围最大为19GHz，可参见文献(2)：Interferometric determination of the diameter ofa silicon sphere using a direct optical frequency tuning system，N.Kuramotoand K.Fujii，IEEETrans.Instrum.Meas.，2003，52(2)：631-635。

法布里-珀罗腔鉴频法稳定激光频率的原理是利用法布里-珀罗腔对光学频率透过的选择性，将激光频率稳定至法布里-珀罗腔的某一共振峰。根据激光频率调制类型的不同，该方法又分为无频率调制的偏频锁定技术和频率调制的峰值锁定技术，后者又称为Pound-Drever-Hall技术。因为Pound-Drever-Hall技术的激光频率稳定度不受激光功率变化的影响，具有频率稳定度高，线宽窄等特点，该技术应用更为广泛。Pound-Drever-Hall技术是将由电光晶体调制后带有两个调制峰的激光入射至法布里-珀罗腔，光电探测器接收由法布里-珀罗腔选择后的反射光信号，并将其与电光晶体的驱动信号进行混频处理后生成误差信号，经滤波、放大最后反馈调制激光器，使得激光器的输出频率稳定至法布里-珀罗腔的某一级共振峰，同时起到压窄激光线宽的作用。通过开环调节激光器的频率，选择不同的法布里-珀罗腔的共振峰锁定激光器频率可使得激光器的输出频率大范围调谐，且其调谐范围只受激光器自身的调谐范围的限制。该方法详见文献(3)：Anintroduction to Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization，E.D.Black，Am.J.Phys.，2001，69(1)：79-87。选择适当参数的法布里-珀罗腔和激光调制频率可以将激光稳定度提升至Hz量级甚至更稳定，可参见文献(4)：Diodelaser with 1Hz linewidth，H.Stoehr，F.Mensing，J.Helmcke and U.Sterr，Optics Letter，2006，31(6)：736-738。但是，Pound-Drever-Hall技术稳定的激光频率不具有可溯源性，即未能与计量基准建立联系。所以，尽管采用Pound-Drever-Hall技术稳定的激光频率具有高频率稳定度和大频率调谐范围的特点，但是如将其用于计量领域的激光频率稳定，溯源性仍需要解决。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可溯源、频率稳定度高以及频率调谐范围大的用于精密计量的可溯源激光频率稳定方法及装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于精密计量的激光频率稳定方法，其特征在于包括以下步骤：1)设置一包括法布里-珀罗干涉仪、待稳定激光器、稳频激光器、法布里-珀罗腔锁定系统和激光频率锁定系统的用于精密计量的激光频率稳定装置；其中，稳频激光器出射的激光经法布里-珀罗腔锁定系统射入法布里-珀罗干涉仪，法布里-珀罗腔锁定系统电连接法布里-珀罗干涉仪的腔长控制端；待稳定激光器出射的激光经激光频率锁定系统射入法布里-珀罗干涉仪，激光频率锁定系统电连接待稳定激光器的调节端；2)法布里-珀罗腔锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将法布里-珀罗干涉仪的某一级共振峰稳定至稳频激光器的输出激光频率；3)激光频率锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将待稳定激光器的输出激光频率稳定至步骤2)中法布里-珀罗干涉仪的某一共振峰；4)选择不同的法布里-珀罗干涉仪的共振峰，重复步骤3)，将待稳定激光器的输出频率稳定至法布里-珀罗干涉仪的其它共振峰，实现激光器频率的大范围调谐。

所述稳频激光器采用偏频锁定碘稳频He-Ne激光器。

所述步骤2)、3)和4)中，控制法布里-珀罗干涉仪的温度稳定，并防止外界的机械振动产生干扰。

一种用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于，它包括一法布里-珀罗干涉仪、一待稳定激光器、一稳频激光器、一激光频率锁定系统和一法布里-珀罗腔锁定系统：其中：所述法布里-珀罗干涉仪包括一共焦法布里-珀罗腔和一粘接在所述共焦法布里-珀罗腔的一个侧壁下部的压电陶瓷；所述激光频率锁定系统包括依次设置在所述待稳定激光器出射光路上的第一光隔离器、分光棱镜、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜和第一1/4波片；所述第一偏振分光棱镜的两个出光方向上分别设置有所述第一1/4波片和第一光电探测器；所述第一电光晶体的输入端电连接第一驱动器的输出端，所述第一驱动器的输出端还依次电连接第一相移器、第一混频器、第一伺服器和所述待稳定激光器的调节端；所述法布里-珀罗腔锁定系统包括依次设置在所述稳频激光器的出射光路上的第二光隔离器、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜和第二1/4波片；所述第二偏振分光棱镜的两个出光方向上分别设置所述第二1/4波片和第二光电探测器；所述第二电光晶体的输入端电连接第二驱动器的输出端，所述第二驱动器的输出端还依次电连接所述第二相移器、第二混频器、第二伺服器和压电陶瓷的调节端。

所述稳频激光器为偏频锁定碘稳频He-Ne激光器。

所述法布里-珀罗腔锁定系统中的第一电光晶体和所述激光频率锁定系统中的第二电光晶体均为相位调制型电光晶体。

所述第一、二电光晶体的相位调制频率略大于所述法布里-珀罗干涉仪的线宽。

所述第一、二相移器分别对所述第一、二电光晶体的调制信号进行相位延迟的范围为0°～360°。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本发明采用了偏频锁定碘稳频He-Ne激光器作为法布里-珀罗腔锁定系统的稳频激光器，因此可以使得待稳定激光器的频率可溯源至国际米定义基准。2、由于本发明将待稳定激光器的输出频率可锁定至法布里-珀罗干涉仪的任意共振峰，从而可以使得待稳定激光器的输出频率大范围可调谐。3、由于本发明采用两电光晶体对激光束频率进行调制的方法，减小了系统中的光路和电路噪声，从而提高了待稳定激光器的输出频率稳定度。本发明可以广泛适用于激光精密计量领域。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图

图2是法布里-珀罗干涉仪的工作原理示意图

图3是偏频锁定碘稳频He-Ne激光器的工作原理示意图

图4是电光晶体相位调制的工作原理示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明方法包括以下步骤：

1)设置一用于精密计量的激光频率稳定装置，如图1所示，用于精密计量的激光频率稳定装置包括一法布里-珀罗干涉仪1、一待稳定激光器2、一稳频激光器3、一法布里-珀罗腔锁定系统4和一激光频率锁定系统5。其中，稳频激光器3出射的激光经法布里-珀罗腔锁定系统4射入法布里-珀罗干涉仪1，法布里-珀罗腔锁定系统4电连接法布里-珀罗干涉仪1的腔长控制端。待稳定激光器2出射的激光经激光频率锁定系统5射入法布里-珀罗干涉仪1，激光频率锁定系统5电连接待稳定激光器2的调节端。

2)法布里-珀罗腔锁定系统4采用电光晶体频率调制的方法，将法布里-珀罗干涉仪1的某一级共振峰稳定至稳频激光器3的输出激光频率。由于法布里-珀罗干涉仪1的共振峰的特点是：频率范围内均匀分布，其相邻峰间隔称为自由光谱范围，各个共振峰的位置和间隔由其腔长唯一决定。因此，只要法布里-珀罗干涉仪1的一个共振峰被锁定，其他的共振峰都会稳定，腔长也会稳定。

3)激光频率锁定系统5采用电光晶体频率调制的方法，将待稳定激光器2的激光频率稳定至步骤2)中法布里-珀罗干涉仪的某一共振峰。

4)选择不同的法布里-珀罗干涉仪1的共振峰，重复步骤(3)，将待稳定激光器2的输出频率稳定至法布里-珀罗干涉仪1其它的共振峰，从而可以实现激光器频率的大范围调谐。

上述步骤2)、3)和4)中，为了使待稳定激光器2的输出频率稳定，需要控制法布里-珀罗干涉仪1的温度维持稳定，并防止外界的机械振动而产生干扰。

如图1、图2所示，用于精密计量的激光频率稳定装置中的法布里-珀罗干涉仪1包括一共焦法布里-珀罗腔11和一压电陶瓷12，共焦法布里-珀罗腔11用于选择不同频率的光波，满足其透过条件的光波频率透射，其它频率的光波反射。压电陶瓷12粘接在共焦法布里-珀罗腔11的一个侧壁下部，用于挤压共焦法布里-珀罗腔11的一个侧壁，从而调节共焦法布里-珀罗腔11的腔长。本实施例中，共焦法布里-珀罗腔11是利用其对不同频率光波的选择透过性，对于某一频率的光波入射法布里-珀罗干涉仪，其入射光场可表示为：

E_inc＝E₀e^iωt    (1)

由共焦法布里-珀罗腔11反射的光场可表示为：

E_ref＝E₁e^iωt    (2)

则共焦法布里-珀罗腔11的复反射系数可表示为：

$F\left(\mathrm{\ω}\right)=E_{\mathrm{ref}}/E_{\mathrm{inc}}=\frac{r(\exp \left(i\frac{\mathrm{\ω}}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\υ}}_{\mathrm{FSR}}}\right)-1)}{1-r^2\exp \left(i\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\υ}}_{\mathrm{FSR}}}\right)}---\left(3\right)$

其中，E₀和E₁分别为入射光波和反射光波复振幅，ω为光波圆频率，r为共焦法布里-珀罗腔11的振幅反射系数，Δυ_FSR＝c/4L为共焦法布里-珀罗腔11的自由光谱范围，L为共焦法布里-珀罗腔11的腔长。(3)式表明了共焦法布里-珀罗腔11的频率选择特性。

如图1所示，用于精密计量的激光频率稳定装置中的待稳定激光器2用于输出单一频率线偏振激光，待稳定激光器2可以采用外腔半导体激光器，通过改变其工作电流和转动内部光栅倾斜角度压电陶瓷的电压，可以大范围调谐其输出激光频率。

如图1、图3所示，用于精密计量的激光频率稳定装置中的稳频激光器3输出的单一、稳定的线性偏振激光光束。如图3所示，本实施例中，稳频激光器3可以采用偏频锁定碘稳频He-Ne激光器31，也可以采用其它的国际计量委员会推荐的“米定义”稳频激光器。碘吸收He-Ne激光器31的激光频率已锁定至碘分子的632.991nm跃迁谱线，其频率相对稳定度2.5×10^-11，其为国际计量委员会推荐的几种基于稳频激光器进行米定义复现的方式之一。但是，由于碘吸收He-Ne激光器31的输出频率调制和输出功率低，通常采用如图2所示的偏频锁定碘稳频He-Ne激光器作为实际应用。碘吸收He-Ne激光器31和偏频He-Ne激光器32的出射光经分光立方体33和分光立方体34共同入射至光电探测器35，其光学拍频信号转换为电信号经控制器36处理后形成反馈信号。调节偏频He-Ne激光器32的输出频率，使其频率稳定至与碘吸收He-Ne激光器31的输出频率。偏频锁定碘稳频He-Ne激光器是拍频法稳定激光频率的典型系统，可将被稳定激光器的频率与米定义计量基准建立联系，具有可溯源性。

如图1所示，用于精密计量的激光频率稳定装置中的法布里-珀罗腔锁定系统4包括第一光隔离器40、第一电光晶体41、第一偏振分光棱镜42、第一1/4波片43、第一光电探测器44、第一驱动器45、第一相移器46、第一混频器47和第一伺服器48。其中，稳频激光器3的出射光路上依次设置有第一光隔离器40、第一电光晶体41、第一偏振分光棱镜42、第一1/4波片43和共焦法布里-珀罗腔11的一个侧壁，该侧壁上粘接有压电陶瓷12。而且第一1/4波片43和第一光电探测器44分别设置在第一偏振分光棱镜42的两个出光方向上。第一驱动器45的输出端不仅电连接第一电光晶体41的输入端，还依次电连接第一相移器46、第一混频器47、第一伺服器48和压电陶瓷12的调节端。

法布里-珀罗腔锁定系统4的工作原理是：稳频激光器3输出的线性偏振激光光束受第一光隔离器40限制，沿单一方向传播；并被第一电光晶体41进行相位调制，该调制频率应略大于法布里-珀罗干涉仪1的线宽；之后经第一偏振分光棱镜42完全透射后通过第一1/4波片43，垂直入射到共焦法布里-珀罗腔11的一侧，被共焦法布里-珀罗腔11反射的光束经过第一1/4波片43，偏振方向发生旋转；再被第一偏振分光棱镜42完全反射后入射到第一光电探测器44，第一光电探测器44将接收到的带有相位调制的光信号转换成电信号B’，该电信号B’进入第一混频器47；第一驱动器45将一驱动信号P’输入第一电光晶体41，以驱动第一电光晶体41在驱动信号P’的作用下对输入光束进行频率调制，同时将另一相同的驱动信号P’通过第一相移器46，经第一相移器46对第一电光晶体41的调制信号进行相位延迟，其相位延迟在0°～360°范围内连续精确可调；第一混频器47将信号P’和B’进行混频处理，得到一误差信号E’。误差信号E’经第一伺服器48进行滤波、放大后，被反馈至压电陶瓷12，从而可以形成反馈调节压电陶瓷12的电压或电流信号，进而改变共焦法布里-珀罗腔11的腔长，最后使得法布里-珀罗干涉仪1的某一级共振峰稳定至稳频激光器3的输出激光频率。

用于精密计量的激光频率稳定装置中的激光频率锁定系统5包括第二光隔离器50、一分光棱镜51、第二电光晶体52、第二偏振分光棱镜53、第二1/4波片54、第二光电探测器55、第二驱动器56、第二相移器57、第二混频器58和第二伺服器59。其中，待稳定激光器2的出射光路上依次设置有第二光隔离器50、分光棱镜51、第二电光晶体52、第二偏振分光棱镜53、第二1/4波片54和共焦法布里-珀罗腔11的一个侧壁。而且第二1/4波片54和第二光电探测器55分别设置在第二偏振分光棱镜53的两个出光方向上。第二驱动器56的输出端不仅电连接第二电光晶体52的输入端，还依次电连接第二相移器57、第二混频器58、第二伺服器59和待稳定激光器2的调节端。

激光频率锁定系统5的工作原理是：待稳定激光器2输出的线偏振激光受第二光隔离器50限制，沿单一方向传播；再由分光棱镜51分成垂直方向等强度的两束，其中一束作为工作输出光束，另一束光波被第二电光晶体52进行相位调制，该调制频率应略大于法布里-珀罗干涉仪1的线宽；之后经第二偏振分光棱镜53完全透射后通过第二1/4波片54，垂直入射到共焦法布里-珀罗腔11的一侧，被共焦法布里-珀罗腔11反射的光束经过第二1/4波片54，偏振方向发生旋转；再被第二偏振分光棱镜53完全反射后入射到第二光电探测器55，第二光电探测器55将接收到的带有相位调制的光信号转换成电信号B，该电信号B进入第二混频器58；第二驱动器56将一驱动信号P输入第二电光晶体52，以驱动第二电光晶体52在驱动信号P的作用下对输入光束进行频率调制，同时将另一相同的驱动信号P通过第二相移器57，经第二相移器57对第二电光晶体52的调制信号进行相位延迟，其相位延迟在0°～360°范围内连续精确可调；第二混频器58将信号P和B进行混频处理，得到一误差信号E；误差信号E经第二伺服器59进行滤波、放大后，被反馈至待稳定激光器2，从而可以形成反馈调节待稳定激光器2输出激光频率的电压或电流信号，使得待稳定激光器2的输出激光频率稳定至法布里-珀罗干涉仪的某一级共振峰。

上述的驱动信号P和P’是通过调节第一、二驱动器45、56的工作频率获得的。

如图4所示，第一、二电光晶体41、52均采用相位调制型电光晶体，二者的结构原理相同，均用于调制光波的相位，其调制频率应略大于法布里-珀罗干涉仪1的线宽。下面以激光频率锁定系统5为例，对将待稳定激光器2的输出激光频率稳定至法布里-珀罗干涉仪1的某一级共振峰的工作原理进行描述。

第二电光晶体52中的电光晶体521在电光晶体驱动晶体522的控制下对线偏振光波进行相位调制，其调制原理可表示为：

$\mathrm{\Δ\φ}=\frac{\mathrm{\π}{n}_0^3\mathrm{qV}}{\mathrm{\λ}}\·\frac{l}{d}---\left(4\right)$

其中，Δφ为相位调制量，n₀为第二电光晶体52折射率，q为第二电光晶体52调制系数，V为调制电压，λ为入射激光波长，l为光波与第二电光晶体52作用距离，d为第二电光晶体52两极间距。

经过第二电光晶体52相位调制的光波可表示为：

E_inc＝E₀e^{i(ωt+βsinΩt)}                                   (5)

其中，Ω为第二电光晶体52对光波的调制频率，β为第二电光晶体52的调制深度，(5)式进行贝塞尔公式近似展开后，可得：

E_inc≈E₀[J₀(β)e^iωt+J₁(β)e^i(ω+Ω)t-J₁(β)e^i(ω-Ω)t]    (6)

(6)式的物理意义为：经第二电光晶体52调制后的光波包含三个频率部分，频率为ω的载波以及频率分别为ω+Ω和ω-Ω的边带波。

由(3)式，Pound-Drever-Hall技术中由法布里-珀罗扫描干涉仪1反射的光波可表示为：

E_ref＝E₁[F(ω)J₀(β)e^iωt+F(ω+Ω)J₁(β)e^i(ω+Ω)t-F(ω-Ω)J₁(β)e^i(ω-Ω)t]    (7)

(7)式表示上述三个频率部分的反射光场，则由第二光电探测器55得到的光强信号可表示为：

$P_{\mathrm{ref}}\≈P_c{\left|F\left(\mathrm{\ω}\right)\right|}^2+P_s\{{\left|F(\mathrm{\ω}+\mathrm{\Ω})\right|}^2+F{(\mathrm{\ω}-\mathrm{\Ω})}^2\}$

$+2\sqrt{P_c{P}_s}\left\{\mathrm{Re}\right[F\left(\mathrm{\ω}\right)F^{*}(\mathrm{\ω}+\mathrm{\Ω})-F\left(\mathrm{\ω}\right)F^{*}(\mathrm{\ω}-\mathrm{\Ω})]\cos \mathrm{\Ωt}---\left(8\right)$

$+\mathrm{Im}[F\left(\mathrm{\ω}\right)F^{*}(\mathrm{\ω}+\mathrm{\Ω})-F\left(\mathrm{\ω}\right)F^{*}(\mathrm{\ω}-\mathrm{\Ω})]\sin \mathrm{\Ωt}\}$

其中，P_c为第二电光晶体52调制后中心载波光功率，P_s为第二电光晶体52调制后任意边带光功率。(8)式中包括载波频率ω以及边带频率ω±Ω，sinΩt和cosΩt部分包括法布里-珀罗干涉仪1选择光频率的反馈信息。第二电光晶体52的调制频率为Ω，光波经法布里-珀罗干涉仪1选择透过后，其反射至第二光电探测器55的边带频率发生一定漂移，即Ω′。将第二光电探测器55探测到的信号与第二电光晶体52的调制信号进行混频处理，再通过第二伺服器59进行低通滤波后可以得到稳定激光频率至法布里-珀罗干涉仪1的某一共振峰误差信号。当Ω＝Ω′时，误差信号为直流信号，即激光频率已锁定；当Ω≠Ω′是，误差信号为交流信号，即激光频率未锁定，此时误差信号通过第二伺服器59功率放大后，来反馈调节待稳定激光器2的输出频率，使其锁定至临近的法布里-珀罗干涉仪1的共振峰。

采用上述相同的原理，可将法布里-珀罗干涉仪1的腔长锁定至稳频激光器3的输出激光频率。

在激光精密计量领域，基于频率可调谐激光器的相位绝对测量的长度测量精度可以达到纳米甚至亚纳米量级，激光频率的稳定度和频率调谐范围是限制该方法提高测量精度的两个重要因素。此外，溯源性在计量领域有着苛刻的要求，需要将被测量与计量基准通过一条具有规律不确定度的连续比较链建立联系。本发明提出的用于精密计量的可溯源激光频率稳定方法及装置，主要应用于采用以上方法的激光精密计量领域，在保证激光频率高稳定度和大调谐性范围的同时，确保了激光频率可溯源至米定义计量基准。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于精密计量的激光频率稳定方法，其特征在于包括以下步骤：

1)设置一包括法布里-珀罗干涉仪、待稳定激光器、稳频激光器、法布里-珀罗腔锁定系统和激光频率锁定系统的用于精密计量的激光频率稳定装置；其中，稳频激光器出射的激光经法布里-珀罗腔锁定系统射入法布里-珀罗干涉仪，法布里-珀罗腔锁定系统电连接法布里-珀罗干涉仪的腔长控制端；待稳定激光器出射的激光经激光频率锁定系统射入法布里-珀罗干涉仪，激光频率锁定系统电连接待稳定激光器的调节端；

2)法布里-珀罗腔锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将法布里-珀罗干涉仪的某一级共振峰稳定至稳频激光器的输出激光频率；

3)激光频率锁定系统采用电光晶体频率调制的方法，将待稳定激光器的输出激光频率稳定至步骤2)中法布里-珀罗干涉仪的某一共振峰；

4)选择不同的法布里-珀罗干涉仪的共振峰，重复步骤3)，将待稳定激光器的输出频率稳定至法布里-珀罗干涉仪的其它共振峰，以实现激光器频率的大范围调谐。

2.如权利要求1所述的用于精密计量的激光频率稳定方法，其特征在于：所述稳频激光器采用偏频锁定碘稳频He-Ne激光器。

3.如权利要求1所述的用于精密计量的激光频率稳定方法，其特征在于：所述步骤2)、3)和4)中，控制法布里-珀罗干涉仪的温度稳定，并防止外界的机械振动产生干扰。

4.实现如权利要求1或2或3所述方法的一种用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于，它包括一法布里-珀罗干涉仪、一待稳定激光器、一稳频激光器、一激光频率锁定系统和一法布里-珀罗腔锁定系统：其中：

所述法布里-珀罗干涉仪包括一共焦法布里-珀罗腔和一粘接在所述共焦法布里-珀罗腔的一个侧壁下部的压电陶瓷；

所述激光频率锁定系统包括依次设置在所述待稳定激光器出射光路上的第一光隔离器、分光棱镜、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜和第一1/4波片；所述第一偏振分光棱镜的两个出光方向上分别设置有所述第一1/4波片和第一光电探测器；所述第一电光晶体的输入端电连接第一驱动器的输出端，所述第一驱动器的输出端还依次电连接第一相移器、第一混频器、第一伺服器和所述待稳定激光器的调节端；

所述法布里-珀罗腔锁定系统包括依次设置在所述稳频激光器的出射光路上的第二光隔离器、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜和第二1/4波片；所述第二偏振分光棱镜的两个出光方向上分别设置所述第二1/4波片和第二光电探测器；所述第二电光晶体的输入端电连接第二驱动器的输出端，所述第二驱动器的输出端还依次电连接所述第二相移器、第二混频器、第二伺服器和压电陶瓷的调节端。

5.如权利要求4所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述稳频激光器为偏频锁定碘稳频He-Ne激光器。

6.如权利要求4所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述法布里-珀罗腔锁定系统中的第一电光晶体和所述激光频率锁定系统中的第二电光晶体均为相位调制型电光晶体。

7.如权利要求5所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述法布里-珀罗腔锁定系统中的第一电光晶体和所述激光频率锁定系统中的第二电光晶体均为相位调制型电光晶体。

8.如权利要求4或5或6或7所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述第一、二电光晶体的相位调制频率略大于所述法布里-珀罗干涉仪的线宽。

9.如权利要求4或5或6或7所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述第一、二相移器分别对所述第一、二电光晶体的调制信号进行相位延迟的范围为0°～360°。

10.如权利要求8所述的用于精密计量的激光频率稳定装置，其特征在于：所述第一、二相移器分别对所述第一、二电光晶体的调制信号进行相位延迟的范围为0°～360°。

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