CN102680119B - 一种激光器频率稳定度的测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器频率稳定度的测量方法和装置，该方法包括：选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；计算读激光器输出频率与时间的映射关系，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系；测量所述标称频率为的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到待测激光器输出激光频率，进而得到所述采样时间τ内的第j次频率漂移量；将所述频率漂移量进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。本发明解决了现有技术中测量激光器稳定度需要超高稳定度且与待测激光器频差小的参考光源的问题。

Description

一种激光器频率稳定度的测量方法和装置

技术领域

本发明涉及激光器频率稳定度测量技术，特别涉及一种激光器频率稳定度的测量方法和装置。

背景技术

激光是一种光频电磁波，它具有极好的相干性，与无线电波相似，易于调制；另外，激光器具有频率高，可利用频带宽，传送信息容量大，方向性好，传输距离远的优点，所以它是光传送信息的一种很理想光源。它在光通信、光信息处理、光学测量领域起着越来越重要的作用。如精密干涉测量以激光波长作为“尺子”，利用光的干涉原理测定长度、角度、位移、速度等各种物理量，所以激光频率的准确度会直接影响测量的精度。在激光通信中，为了提高其接收灵敏度，一般采用相干的外差接收法，其激光频率稳定与否将直接影响接收的质量。因此对激光器频率稳定度的测量就显得尤为重要。

目前常用的激光器频率稳定度测量方法是将待测激光器与高稳定度的参考光源进行拍频，通过测量拍频频率得到待测光的频率，此方法要求参考光源比待测激光器的频率稳定度高出2个量级以上，限制了其在测量中的应用。除此之外，由于探测器响应速率的限制，此种方法无法对参考光源与待测激光器频差在几个GHz的频率稳定度进行直接测量，一般需通过和频、差频或参量振荡来改变待测激光频率。R.KrishnaMohan，T.Chang，M.Tian等人发表在JournalofLuminescence的文章：Ultra-widebandspectralanalysisusingS2technology给出了一种基于S2晶体的超宽带谱分析技术，但是未拓展此技术的具体应用领域。Merkel等人在2007年9月4日，申请号为：US7265712B2，发明名称为：“MethodAndApparatusForProcessingHighTime-BandwidthSignalsUsingAMaterialWithInhomogeneouslyBroadenedAbsorptionSpectrum”的发明专利中提供了一种基于晶体非均匀展宽吸收谱的距离检测方法，实现目标距离测量。以上两项技术均涉及基于晶体非均匀展宽吸收谱的信号处理技术，但没有将此技术拓展到激光器频率稳定度测量领域。

发明内容

本发明目的在于：提供了一种激光器频率稳定度的测量方法和装置，克服了现有技术测量激光器频率稳定度需要高稳定度参考光源且与待测激光器频差小的缺陷。本发明装置简单，有利于满足在无高稳定度且与待测激光器频差小的参考光源下进行激光器频率稳定度测量的要求。

本发明的技术方案是：本发明提供了一种激光器频率稳定度的测量方法，该方法包括：

步骤1：选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；

步骤2：计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量所述标称频率为f_c的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)；

步骤3：将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

进一步地，步骤1中：

选定读激光器啁啾控制信号u(t)＝u(t+T)，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号u(t)的周期T，设定每隔所述读激光器啁啾控制信号n个周期进行采样对应的所述待测激光器输出频率的采样时间τ＝nT。

进一步地，步骤2中：

根据读激光器的起始频率f₀和PZT调谐系数γ，得到读激光器啁啾控制信号u(t)作用下的所述读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)＝f₀+γu(t)，令所述f_h(t)＝f(t)得到所述光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量所述读激光器啁啾控制信号u(t)的N个周期内的所述待测激光器输出的待测光信号形成的2N个光谱烧孔对应的时间t₁、t₂…t_i…t_2N，i∈Z⁺；根据所述f_h(t)得到所述待测激光器形成的光谱烧孔对应的频率f_h(t₁)、f_h(t₂)…f_h(t_i)…f_h(t_2N)；根据所述待测激光器输出频率f_c(t)与所述光谱烧孔对应的频率f_h(t)的关系f_c(t)＝f_h(t)，得到f_c(t₁)、f_c(t₂)…f_c(t_i)…f_c(t_2N)；根据所述待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应时间的间隔的平均值进一步得到所述采样时间τ＝nT内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)＝f_c(t_2j-1+2n)-f_c(t_2j-1)。

进一步地，步骤3中：

根据阿伦方差实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度S_f(τ)的测量，统计次数

本发明提供了激光器频率稳定度的测量装置，该装置包括：

采样时间设定模块，用于选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；

频率漂移量提取模块，用于计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；用于测量所述标称频率为f_c的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)；

频率稳定度计算模块用于将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

进一步地，所述采样时间设定模块用于设定待测激光器输出频率的采样时间；

进一步地，所述频率漂移量提取模块包括：

写光源模块用于形成产生一束待测光信号；

信号输入模块，其包括电光相位调制器和射频信号发生器；所述信号输入模块用于将射频信号调制到所述写光源模块产生的待测光信号上，形成已调光信号；

读光源模块用于产生啁啾光信号探测光谱烧孔；

光路模块，其包括半波片、偏振分束器和凸透镜；所述光路模块与材料模块用于将所述信号输入模块输出的已调光信号或待测光信号入射到稀土掺杂晶体中，同时也用于将所述读光源模块输出的一束啁啾光信号分为两束，其中一束啁啾光信号用于读出已调光信号或待测光信号的光谱烧孔，另一束啁啾光信号用于获得稀土掺杂晶体的背景吸收谱。所述用于读出已调光信号或待测光信号的光谱烧孔的一束啁啾光信号入射晶体形成的光斑与已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑一致；所述用于读出稀土掺杂晶体的背景吸收谱的一束啁啾光信号入射晶体形成的光斑在已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑附近；

信号输出模块，其包括光电探测器、差分信号处理器和A/D采样器；所述信号输出模块用于光电探测器探测经所述稀土掺杂晶体透射出的两束光通过差分信号处理器进行差分处理，最后在A/D采样器上获得所述待测激光信号对应频率处的光谱烧孔。

进一步地，所述频率稳定度计算模块，用于将每个所述采样时间内的所述频率漂移量进行100次统计，实现所述采样时间内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

本发明的有益效果是：选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量所述标称频率为f_c的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)；将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。本发明可直接获取待测激光器光谱烧孔处的频率；解决了现有技术中测量激光器频率稳定度需要高稳定度参考光源且与待测激光器频差小的问题，拓展了待测激光器频率与参考频率的频差范围，提高了激光器频率稳定度测量的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中激光器频率稳定度的测量方法流程示意图；

图2为本发明实施例中提取频率漂移量的方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的激光器频率稳定度的测量装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的采样时间设定模块装置图；

图5为本发明实施例提供的频率漂移量提取结构示意图；

图6为本发明实施例提供的频率漂移量提取模块中写光源模块装置图；

图7为本发明实施例提供的频率漂移量提取模块中信号输入模块装置图；

图8为本发明实施例提供的频率漂移量提取模块中读光源模块装置图；

图9为本发明实施例提供的频率漂移量提取模块中光路模块和材料模块装置图；

图10为本发明实施例获得的处理后的已调光信号光谱烧孔；

图11为本发明实施例获得的处理后的待测光信号光谱烧孔。

其中，10-采样时间设定模块：100-任意信号发生器；

20-频率漂移量提取模块：210-写光源模块，2100-写激光器；220-信号输入模块，2200-电光相位调制器和2201-射频信号发生器；230-读光源模块，2300-读激光器；240-光路模块，2400-半波片、2401-偏振分束器和2402-凸透镜；250-材料模块，2500-稀土掺杂晶体；260-信号输出模块，261-光电探测器、262-差分信号处理器和263-A/D采样器；

30-频率稳定度计算模块：002、004、005、006、007和008为光束；001和003为电信号。

具体实施方式

以下将参照图1-11对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明实施例提供了一种激光器频率稳定度的测量方法，如图1所示，具体包括下列步骤：

步骤一、选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的幅度U₀，设定待测激光器的频率测量范围；

其中，步骤一中采样时间设定方法具体包括：选定读激光器啁啾控制信号u(t)＝u(t+T)；通过调节所述读激光器啁啾控制信号u(t)的周期T，设定每隔所述读激光器啁啾控制信号n个周期进行采样对应的所述待测激光器输出频率的采样时间τ＝nT；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的幅度U₀，使得待测激光器输出频率处于该频率测量范围内；

步骤二、计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量所述标称频率为f_c的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)；

其中，如图2所示，步骤二中频率漂移量提取方法具体包括下列步骤：

步骤1、利用标称频率为f_c的待测激光器产生一束待测光信号；

步骤2、判断是否用于确定频率时间映射关系，如果是，则将选定频率为f_RF的射频信号调制到所述写光源模块产生的标称频率为f_c的待测光信号上，所述写光源模块产生的标称频率为f_c的待测光信号视为光载波，形成已调光信号；否则，顺序执行；

步骤3、将选定的周期为T、幅度为U₀的读激光器啁啾控制信号去控制读激光器，产生一束啁啾光信号；

步骤4、经光路控制将所述已调光信号或所述待测光信号入射到稀土掺杂晶体中，同时将所述啁啾光信号分为两束，其中一束啁啾光信号入射晶体的光斑与所述已调光信号或所述待测光信号入射晶体的光斑一致，用于读出所述已调光信号形成的光谱烧孔或所述待测光信号形成的光谱烧孔；另一束入射晶体的其它处，用于获得所述稀土掺杂晶体的背景吸收谱；

步骤5、用光电探测器探测经所述稀土掺杂晶体透射出的两束光，并对所述光电探测器输出的信号进行采样，获得所述已调光信号形成的光谱烧孔或所述待测光信号形成的光谱烧孔；

步骤6、判断是否用于确定频率时间映射关系，如果是，则测量所述已调光信号形成的光谱烧孔的光载波、第一上边瓣形成光谱烧孔处的时间t_c、t_b，然后顺序执行步骤7；否则，执行步骤8；

步骤7、根据所述光载波形成的光谱烧孔处的频率f_h(t_c)与所述第一上边瓣形成的光谱烧孔处的频率f_h(t_b)的频率差Δv＝f_h(t_c)-f_h(t_b)＝-f_RF，以及扫描光载波与第一上边瓣形成光谱烧孔处的电压差Δu＝u(t_c)-u(t_b)，计算所述读激光器的PZT调谐系数得到读激光器啁啾控制信号u(t)作用下的所述起始频率为f₀读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)＝f₀+γu(t)；令所述f_h(t)＝f(t)得到所述光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)，然后返回步骤1；

步骤8、测量所述读激光器啁啾控制信号u(t)的N个周期内的所述待测激光器输出的待测光信号形成的2N个光谱烧孔对应的时间t₁、t₂…t_i…t_2N，i∈Z⁺；

步骤9、根据所述f_h(t)得到所述待测光信号形成的光谱烧孔对应的频率f_h(t₁)、f_h(t₂)…f_h(t_i)…f_h(t_2N)；根据所述待测激光器输出频率f_c(t)与所述光谱烧孔对应的频率f_h(t)的关系f_c(t)＝f_h(t)，得到f_c(t₁)、f_c(t₂)…f_c(t_i)…f_c(t_2N)；根据所述待测光信号形成的光谱烧孔对应时间的间隔的平均值进一步得到所述采样时间τ＝nT内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)＝f_c(t_2j-1+2n)-f_c(t_2j-1)；

步骤三、将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

其中，步骤三中待测激光器频率稳定度的测量方法具体包括：根据阿伦方差实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度S_f(τ)的测量，统计次数

本发明实施例提供了一种激光器频率稳定度的测量装置，如图3所示，本发明实施例提供的激光器频率稳定度的测量装置包括：采样时间设定模块10、频率漂移量提取模块20和频率稳定度计算模块30。

采样时间设定模块10，用于设定待测激光器输出频率的采样时间；

采样时间设定模块10，与频率漂移量提取模块20连接，用于设定待测激光器输出频率的采样时间；

还需说明的是：采样时间设定模块10具体装置如图4所示；

采样时间设定模块10用于产生读激光器啁啾控制信号001；

频率漂移量提取模块20，与频率稳定度计算模块30连接，用于提取激光器频率漂移量，具体包括：写光源模块210、信号输入模块220、读光源模块230、光路模块240、材料模块250和信号输出模块260，如图5所示；

其中，写光源模块210，与信号输入模块220连接，用于利用待测激光器211产生一束待测光信号；

还需说明的是：写光源模块210具体装置如图6所示；

写光源模块210用于形成待测光信号002；

信号输入模块220，与写光源模块210连接，用于将射频信号发生器222产生的射频信号经电光相位调制器221调制到写光源模块210产生的待测光信号上，形成已调光信号；

还需说明的是：信号输入模块220具体装置如图7所示；

信号输入模块220具体包括：电光调制器2200和射频信号发生器2201，用于形成已调光信号004；

电光相位调制器2200将射频信号发生器2201产生的射频信号003调制在待测激光器2100输出的待测光信号002上，形成已调光信号004；

读光源模块230，与光路模块240连接，用于产生啁啾光信号探测光谱烧孔；

还需说明的是：读光源模块230具体装置如图8所示；

读光源模块230用于产生啁啾光信号005；

光路模块240，与信号输入模块220、读光源模块230和材料模块250连接，用于将信号输入模块220输出的已调光信号或待测光信号经过光路241入射到材料模块250中的稀土掺杂晶体251中，同时也用于将读光源模块230输出的一束啁啾光信号经光路241分为两束，其中一束啁啾光信号入射晶体251形成的光斑与已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑一致；另一束啁啾光信号入射晶体形成的光斑在已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑附近；

材料模块250，与光路模块240和信号输出模块260连接，用于在光路模块240输出的已调光信号或待测光信号入射稀土掺杂晶体251时，在稀土掺杂晶体251中形成已调光信号的光谱烧孔或待测光信号的光谱烧孔；一束啁啾光信号入射晶体251形成的光斑与已调光信号或待测光信号入射晶体251形成的光斑一致，用于读出已调光信号或待测光信号的光谱烧孔；另一束啁啾光信号入射晶体251形成的光斑在已调光信号或待测光信号入射晶体251形成的光斑附近，用于获得稀土掺杂晶体251的背景吸收谱；

还需说明的是：光路模块240与材料模块250具体装置如图9所示；

光路模块240与材料模块250具体包括：半波片2400、偏振分束器2401、凸透镜2402和稀土掺杂晶体2500；

已调光信号或待测光信号004经过2402聚焦到稀土掺杂晶体2500，在稀土掺杂晶体2500中形成已调光信号或待测光信号004形成的光谱烧孔；啁啾光信号005通过半波片2400和偏振分束器2401分为两束，分别为007与008，其中，光束007用于读出已调光信号或待测光信号004形成的光谱烧孔，光束008用于获得稀土掺杂晶体2500的背景吸收谱。光束007照射晶体形成的光斑与已调光信号或待测光信号004入射晶体形成的光斑一致；光束008照射晶体形成的光斑在已调光信号或待测光信号004入射晶体形成的光斑附近；

信号输出模块260，与材料模块250连接，用于光电探测器261探测经材料模块250透射出的两束光通过差分信号处理器262进行差分处理，最后在A/D采样263上获得所述已调光信号或待测光信号形成的光谱烧孔。

还需说明的是：信号输出模块260具体装置包括光电探测器261、差分信号处理器262和A/D采样器263；光电探测器探测经所述稀土掺杂晶体透射出的两束光007和008，并对所述光探测器输出的信号进行差分信号处理，在A/D采样器263上获得所述光信号的光谱烧孔。

频率稳定度计算模块30，用于将所述频率漂移量进行统计，实现所述采样时间内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

本发明实施例以采样时间τ＝20ms为例对本发明进行详细说明：

本发明实施例使用仪器说明如表1所示。

表1使用仪器说明

	型号
		待测激光器	NEWFOCUS-TLB-6017
读激光器	NEWFOCUS-TLB-6017
		电光相位调制器	EOSPACE-PM-5K1-20-PFA-830-UV-UL
射频信号发生器	Agilent-E4447A
		任意信号发生器	Agilent-33250A
晶体材料	Tm3+:YAG

本发明实例具体步骤：

1、选定一个周期T＝20ms、幅度U₀＝17mV的余弦电信号为读激光器啁啾控制信号；设定每隔所述读激光器啁啾控制信号1个周期进行采样对应的所述待测激光器输出频率的采样时间τ＝1×T＝20ms；

2、利用待测激光器产生一束标称频率为f_c的待测光信号；选定频率为f_RF＝100MHz的射频信号调制到所述写光源模块产生的标称频率为f_c的待测光信号上，所述写光源模块产生的标称频率为f_c的待测光信号视为光载波，形成已调光信号；将所述读激光器啁啾控制信号去控制读激光器，产生一束啁啾光信号；经光路控制将已调光信号入射到稀土掺杂晶体中，同时将所述啁啾光信号分为两束，其中一束啁啾光信号入射晶体的光斑与所述已调光信号或待测光信号入射晶体的光斑一致，用于读出所述已调光信号形成的光谱烧孔或待测光信号形成的光谱烧孔；另一束入射晶体的其它处，用于获得所述稀土掺杂晶体的背景吸收谱；用光电探测器探测经所述稀土掺杂晶体透射出的两束光，并对所述光电探测器输出的信号进行采样，获得所述已调光信号形成的光谱烧孔；测量已调光信号形成的光谱烧孔的光载波、第一上边瓣形成光谱烧孔处的时间t_c、t_b；根据光载波形成的光谱烧孔处的频率f_c与第一上边瓣形成的光谱烧孔处的频率f_c+f_RF的频率差Δv＝-f_RF，以及扫描光载波与第一上边瓣形成光谱烧孔处的电压差Δu＝U₀cos(10π·t_c)-U₀cos(10π·t_b)，计算所述读激光器的PZT调谐系数得到读激光器啁啾控制信号u(t)作用下的所述起始频率为f₀读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)＝f₀+γu(t)；令所述f_h(t)＝f(t)得到所述光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)，实验获得信号处理后如图10；关闭射频信号发生器，测量所述读激光器啁啾控制信号u(t)的N个周期内的所述待测激光器输出的待测光信号形成的2N个光谱烧孔对应的时间t₁、t₂…t_i…t_2N，i∈Z⁺；根据所述f_h(t)得到所述待测光信号形成的光谱烧孔对应的频率f_h(t₁)、f_h(t₂)…f_h(t_i)…f_h(t_2N)；根据所述待测激光器输出频率f_c(t)与所述光谱烧孔对应的频率f_h(t)的关系f_c(t)＝f_h(t)，得到f_c(t₁)、f_c(t₂)…f_c(t_i)…f_c(t_2N)；根据所述待测光信号形成的光谱烧孔对应时间的间隔的平均值进一步得到所述采样时间τ＝nT内的第j,j∈Z⁺次频率漂移量Δf_c(j)＝f_c(t_2j-1+2n)-f_c(t_2j-1)，实验获得信号信号处理后如图11；

3、根据阿伦方差实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度S_f(τ)的测量，统计次数

本发明实施例对采样时间τ＝20ms激光器频率稳定度结果S_f(τ)≈2.22×10^-9。

Claims (8)

1.一种激光器频率稳定度的测量方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；

步骤2：计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量标称频率为f_c的所述待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j次频率漂移量Δf_c(j)，j∈Z⁺；

步骤3：将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中：选定读激光器啁啾控制信号u(t)＝u(t+T)，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号u(t)的周期T，设定每隔所述读激光器啁啾控制信号n个周期进行采样对应的所述待测激光器输出频率的采样时间τ＝nT。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：根据读激光器的起始频率f₀和PZT调谐系数γ，得到所述读激光器啁啾控制信号u(t)作用下的所述读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)＝f₀+γu(t)，令所述f_h(t)＝f(t)得到所述光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；测量所述读激光器啁啾控制信号u(t)的N个周期内的所述待测激光器输出的待测光信号形成的2N个光谱烧孔对应的时间t₁、t₂…t_i…t_2N，i∈Z⁺；根据所述f_h(t)得到所述待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的频率f_h(t₁)、f_h(t₂)…f_h(t_i)…f_h(t_2N)；根据所述待测激光器输出频率f_c(t)与所述光谱烧孔对应的频率f_h(t)的关系f_c(t)＝f_h(t)，得到f_c(t₁)、f_c(t₂)…f_c(t_i)…f_c(t_2N)；根据所述待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应时间的间隔的平均值进一步得到所述采样时间τ＝nT内的第j次频率漂移量Δf_c(j)＝f_c(t_2j-1+2n)-f_c(t_2j-1)，j∈Z⁺。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中：根据阿伦方差实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度S_f(τ)的测量，统计次数

5.一种激光器频率稳定度的测量装置，其特征在于，该装置包括：

采样时间设定模块(10)，用于选定一个周期电信号为读激光器啁啾控制信号，其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器；通过调节所述读激光器啁啾控制信号的周期T，设定待测激光器输出频率的采样时间τ；

频率漂移量提取模块(20)，用于计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t)，得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系f_h(t)；用于测量标称频率为f_c的待测激光器输出的待测光信号形成的光谱烧孔对应的时间，得到所述待测激光器输出激光频率f_c(t)，进一步得到所述采样时间τ内的第j次频率漂移量Δf_c(j),j∈Z⁺；

频率稳定度计算模块(30)用于将所述频率漂移量Δf_c(j)进行统计，实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采样时间设定模块(10)用于设定待测激光器输出频率的采样时间。

7.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述频率漂移量提取模块(20)包括：

写光源模块(210)用于产生一束待测光信号；

信号输入模块(220)，其包括电光相位调制器(2200)和射频信号发生器(2201)；所述信号输入模块(220)用于将射频信号调制到所述写光源模块产生的待测光信号上，形成已调光信号；

读光源模块(230)用于产生啁啾光信号(005)探测光谱烧孔；

光路模块(240)，其包括半波片(2400)、偏振分束器(2401)和凸透镜(2402)；所述光路模块(240)与材料模块(250)用于将所述信号输入模块(220)输出的已调光信号或待测光信号入射到稀土掺杂晶体中，同时也用于将所述读光源模块(230)输出的一束啁啾光信号分为两束，其中一束啁啾光信号用于读出已调光信号或待测光信号的光谱烧孔，另一束啁啾光信号用于获得稀土掺杂晶体的背景吸收谱；所述用于读出已调光信号或待测光信号的光谱烧孔的一束啁啾光信号入射晶体形成的光斑与已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑一致；所述用于获得稀土掺杂晶体的背景吸收谱的一束啁啾光信号入射晶体形成的光斑在已调光信号或待测光信号入射晶体形成的光斑附近；

信号输出模块(260)，其包括光电探测器(261)、差分信号处理器(262)和A/D采样器(263)；所述信号输出模块(260)用于光电探测器(261)探测经所述稀土掺杂晶体透射出的两束光通过差分信号处理器(262)进行差分处理，最后在A/D采样器(263)上获得所述待测激光信号对应频率处的光谱烧孔。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述频率稳定度计算模块(30)用于将每个所述采样时间内的所述频率漂移量进行100次统计，实现所述采样时间内的所述待测激光器频率稳定度的测量。