CN102901616B - 一种激光线宽测量方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光线宽测量方法和设备，方法包括：将第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光进行合束；将合束后的拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号；将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，得到差频信号|f_b-f₀|；通过可控带宽跟随振荡器，产生差频信号|fb-f0|在跟随振荡器的设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|；将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，输出差频信号f₀；对差频信号f₀进行分析，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。本发明通过相对简单的电路，通过改变可变带宽跟随振荡器的伺服带宽，可以测量窄线宽激光器及超窄线宽激光器在一定带宽下的激光线宽。

Description

一种激光线宽测量方法和设备

技术领域

本发明涉及激光线宽测量技术，尤其是一种激光线宽测量方法和设备。

背景技术

激光以其具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，作为光源广泛应用于各个领域。而激光以上特点均可以归结为其具有相对于其他光源的卓越的窄线宽、相干性好的特点，因此输出的激光线宽成为评价激光器的重要指标之一。

目前通常采用的测量激光线宽的方法有以下几种：

(1)拍频测量法

探测两台激光器的拍频信号，经频谱分析仪(spectrumanalyzer，以下简称：SA)或动态信号分析仪(FFT)测量出拍频信号线宽，如图1所示。两台激光器Laser1、Laser2发出的激光通过分光棱镜(BS)进行合束后，通过高速探测器(Det)进行探测，并将探测得到的拍频信号送入频谱分析仪或动态信号分析仪中进行测量，获得拍频信号线宽。

这种方法可以采用两台结构、器件相同，相互独立的激光器合束后经探测器探测，此时，单台激光器线宽是得到的拍频信号线宽的√2/2倍。或者采用一台已知线宽，且线宽远小于待测激光线宽的激光器与待测线宽的激光器进行拍频，此时，测量得到的拍频信号线宽即待测激光器线宽。

通过拍频测量法测量待测激光器线宽时，由于进行拍频的两台激光器相对独立，受到气流、机械震动和温度等因素影响，造成输出激光中心频率的漂移，从而导致拍频信号中心频率不稳定。而为了准确测量窄线宽激光器的线宽，也即：窄线宽激光器输出的激光线宽，需要将频谱分析仪或动态信号分析仪的扫描范围设定在一个较小的范围内以便准确测量，激光线宽越窄，需要设定的扫描范围越小。这就需要激光器具有很好的频率稳定性，兆赫量级甚至是千赫量级的抖动都可能导致拍频信号超出频谱分析仪或动态信号分析仪的扫描、测量范围。对于两台自由运转、没有进行频率锁定的激光器而言，其中心频率的漂移和抖动使拍频信号很难在很小的扫描范围内被稳定捕捉，甚至信号的瞬态捕捉也很困难。

因此在对窄线宽激光器进行线宽测量时，通常采用通过频谱分析仪或动态信号分析仪采集单次触发频谱数据进行数据处理的方法，得到单次触发频谱数据，经过多次平均和数据拟合等数据处理得到激光线宽。而进行拍频的两台激光器输出激光的中心频率抖动和漂移对这种抓图的方法制造了困难，有时需要多次抓图才能得到结果。此外，对几次图像的数据处理也相对麻烦。

(2)频率-电压变换(Frequency-voltage converter)法

如图2所示，两台激光器，即：主激光器(Maser laser)与从激光器(Slave laser)，发出的激光通过分光棱镜进行合束，所形成的拍频信号与稳定信号f_RF在频率相位探测器(Frequency-Phase-Detertor)中进行鉴频鉴相，经伺服系统将误差信号反馈到从激光器(Slave laser)的频率控制器件上，如压电陶瓷(PZT)或者激光器驱动电流等，从而实现将一台激光器(从激光器Slave laser)的频率锁定在主激光器(Maser laser)上，可得到稳定的拍频信号。图2中，AOM为声光调制器，A为放大器，tracking Osc.为跟随振荡器，VCO为压控振荡器，INT为积分器，+为加法器，Spectrumanalyzer为频谱分析仪、counter为计数器。其中的伺服系统包括两个积分器。

采用频率-电压变换的方式将两台激光器进行相对频率锁定，是避免进行拍频的两台激光器输出激光相对频率漂移的目前比较公认的方法。但是，这种测量方法需要采用较复杂的电路系统，将频率误差通过伺服系统反馈到从激光器上，对反馈锁定系统(包括伺服系统与频率控制器件)要求较高。反馈锁定系统带宽太宽，将影响所测的实际激光线宽的准确性，这是因为当伺服系统带宽过宽时，两台激光器输出的激光可能部分相干甚至相干，当相干时得到的拍频信号线宽表现为δ函数，而不是真实的激光线宽。反馈锁定系统带宽太窄，又增加了频率锁定的难度。

(3)延时自外差法(delayed self-heterodyne)

利用光纤延时的方法，通过一台激光器获得两束具有相同频率噪声但不相干的激光，将其中一束激光经过移频后与另外一束激光进行拍频，所得拍频信号线宽为待测激光线宽的√2倍。如图3所示，待测线宽的激光器(Laser)发出的激光经过光学隔离器(Isolator)后，在光纤耦合器(FC)中分成两束；其中一束激光经过一段延时为τd的光纤，另一束激光经过声光调制器(AOM)进行移频ωs，之后两束激光在另一个光纤耦合器中耦合形成拍频信号，依次进入探测器(PD)、频谱分析仪(Spectrum Analyzer)进行分析，获得拍频信号的线宽。

当两束激光相干时，得到的拍频信号线宽表现为δ函数，而不是真实的激光线宽。延时自外差法通过光纤进行激光去相干的处理，使激光在光纤中的光程超过激光的相干长度，即去相干操作，与经过移频的同一台激光器输出的另一束激光进行拍频后，得到的拍频信号线宽的√2/2倍即为待测激光线宽。

延时自外差法测量线宽较宽的激光线宽时，可简单的获得稳定的拍频信号。但是对于线宽小于10kHz的激光而言，有效去相干需要使用几十千米以上光纤，更窄线宽激光则需要使用更长光纤。此外，由于光纤材料对不同波长的激光吸收有较大的区别，对于在光纤吸收较强范围内的激光，通过长光纤后输出光严重衰减，影响了拍频信号的信噪比。

(4)损耗补偿延时自外差法(loss-compensated recirculatingdelayed self-heterodyne detection)

这种方法为了解决延时自外差法中有限的光纤长度带来的线宽测量的局限性，采用了光纤环形腔的结构，并且在光路中加入光纤放大器，例如，掺铒光纤放大器(EDFA)，有效的弥补了激光在光纤中长距离传输带来的损耗。如图4所示，Laser为激光器，PD为探测器，ESA为频谱仪，coupler为光纤耦合器，Frequency shifter为频率变换器。

损耗补偿延时自外差法通过光纤环形腔有效的解决了延时自外差法中有限的光纤长度带来的线宽测量的局限性，同时为了弥补激光在光纤中长距离传输带来的损耗，在光路中加入光纤放大器。

但是，对于不具有对应光纤放大器的波长的激光，无法通过该损耗补偿延时自外差法测量线宽。此外，光纤放大器带来的如自发辐射等线宽展宽，会降低线宽测量的准确性，并且，光纤本身带来的相位噪声也将影响线宽测量结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种一种激光线宽测量方法和设备，以通过相对简单的电路，在无需通过伺服系统对激光器进行电路反馈的情况下，可以测量窄线宽激光器及超窄线宽激光器的真实激光线宽。

基于上述目的，本发明实施例提供的一种激光线宽测量方法，包括：

将第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光进行合束，所述第一激光与所述第二激光频率不同且相位不相关；

探测接收合束后的拍频信号f_b，所述拍频信号f_b为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号；

将所述拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号；

将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，得到第一拍频信号与所述理想信号的差频信号|f_b-f₀|；

通过可控带宽跟随振荡器，产生差频信号|f_b-f₀|在跟随振荡器的设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|；

将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，输出拍频信号与跟随信号f_t的差频信号f₀；

对差频信号f₀进行分析，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

本发明实施例提供的一种激光线宽测量设备，包括：第一激光器、第二激光器、合束装置、探测器、功分器、第一混频器、可控带宽跟随振荡器、第二混频器与信号分析装置，第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光频率不同；

所述合束装置，用于使第一激光与第二激光进行合束；

所述探测器，用于探测接收合束后的拍频信号f_b，所述拍频信号f₀为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号；

所述功分器，用于将所述拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号；

所述第一混频器，用于将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，得到第一混频信号f_b、f₀、f_b+f₀、第一拍频信号与所述理想信号的差频信号|f_b-f₀|；

所述可控带宽跟随振荡器，用于产生差频信号|f_b-f₀|在设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|；

所述第二混频器，用于将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，得到第二混频信号f_b、f₀、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|；

所述信号分析装置，用于对第二混频信号中的差频信号f₀进行检测，以获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

基于本发明上述实施例提供的激光线宽测量方法和设备，将拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，利用可控带宽跟随振荡器，得到在一定伺服带宽下线宽的拍频信号|f_b-f₀|，并通过混频的方式，使两激光的拍频信号f_b与可控带宽跟随振荡器的信号|f_b-f₀|的频率噪声相减抵消，使两激光的拍频信号转换为具有稳定中心频率f₀的信号，该信号保持了激光器线宽的准确信息，从而可以获取待测激光器的激光线宽，解决了目前测量窄线宽、超窄线宽激光器真实激光线宽的难题，与现有技术相比，无需通过伺服系统对激光器进行电路反馈，将两台激光器进行频率锁定，无需采用复杂的电路系统即可获得窄线宽、超窄线宽激光器的真实激光线宽。

附图说明

图1为现有技术利用拍频测量法测量激光线宽的示意图；

图2为现有技术利用频率电压变化法实现激光频率锁定的示意图；

图3为现有技术延时自外差法测量激光线宽的示意图；

图4为现有技术损耗补偿延时自外差法测量激光线宽的示意图；

图5为本发明激光线宽测量方法一个实施例的流程图；

图6为本发明实施例激光线宽测量设备一个实施例的结构示意图；

图7为本发明实施例中可控带宽跟随振荡器一个实施例的结构示意图；

图8为本发明实施例激光线宽测量设备另一个实施例的结构示意图；

图9为本发明实施例激光器线宽测量设备一个应用实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图5为本发明激光线宽测量方法一个实施例的流程图。如图5所示，该实施例激光线宽测量方法的流程包括：

101，将第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光进行合束。其中，第一激光与第二激光频率不同且相位不相关。

102，探测接收合束后的拍频信号f_b，该拍频信号f_b具体为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号。

103，将拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号。

104，将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，得到第一拍频信号与理想信号的差频信号|f_b-f₀|。

105，通过可控带宽跟随振荡器，产生差频信号|f_b-f₀|在跟随振荡器的设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|。

106，将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，输出拍频信号与跟随信号f_t的差频信号f₀。

107，对差频信号f₀进行分析，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

具体地，可以对差频信号f₀进行分析，获取拍频信号f_b的线宽；并根据第一激光器与第二激光器激光线宽之间关系，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。例如：本发明实施例在第一激光器与第二激光器为两台相同的未知线宽激光器时，拍频信号f_b的线宽的√2/2倍即为第一激光器与第二激光器的激光线宽；若第一激光器的激光线宽已知且远小于待测的第二激光器的激光线宽，例如第一激光器与第二激光器的激光线宽相差约一个量级或者以上，则拍频信号f_b的线宽即为第二激光器的激光线宽。

基于本发明上述实施例提供的激光线宽测量方法，将拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，利用可控带宽跟随振荡器，获得一定伺服带宽(即：跟随带宽)下线宽的拍频信号|f_b-f₀|，并通过混频的方式，使两激光的拍频信号f_b与拍频信号|f_b-f₀|的频率噪声相减抵消，使两激光器的拍频信号转换为具有稳定中心频率f₀的信号，保持了激光器线宽的准确信息，从而可以获取待测激光器的激光线宽，解决了目前测量窄线宽、超窄线宽激光器真实激光线宽的难题，且无需通过伺服系统对激光器进行电路反馈，将两台激光器进行频率锁定，无需采用复杂的电路系统即可通过改变可变带宽跟随振荡器的伺服带宽，获得窄线宽、超窄线宽激光器的各种设定伺服带宽下的激光线宽。

根据本发明的另一个实施例，图5所示实施例的104具体可以通过如下方式实现：通过第一混频器对第一路混频信号f_b与频率为f₀的理想信号进行混频，得到第一混频信号f_b、f₀、f_b+f₀与|f_b-f₀|；通过第一滤波器滤除第一混频信号中的f_b、f₀与f_b+f₀，得到差频信号|f_b-f₀|。

根据本发明的另一个实施例，图5所示实施例的106具体可以通过如下方式实现：将第二路拍频信号与跟随信号f_t进行混频，得到第二混频信号f_b、f₀、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|；通过第二滤波器滤除第二混频信号中的f_b、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|，得到差频信号f₀。

图6为本发明实施例激光线宽测量设备一个实施例的结构示意图，该实施例的激光线宽测量设备可用于实现本发明上述各激光线宽测量方法实施例的流程。如图6所示，该实施例的激光线宽测量设备包括：第一激光器201、第二激光器202、合束装置203、探测器204、功分器205、第一混频器206、可控带宽跟随振荡器207、第二混频器208与信号分析装置209。其中，第一激光器201输出的第一激光与第二激光器202输出的第二激光频率不同。

合束装置203，用于对第一激光与第二激光进行合束。作为本发明的一个具体实施例，合束装置203包括反射镜与分光棱镜，或者包括反射镜与半透半反镜。

探测器204，用于探测接收合束后的拍频信号f_b，该拍频信号f_b为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号。由于第一激光器201与第二激光器202相互独立，因此拍频信号f_b的噪声也即线宽为Δf_b。

功分器205，用于将拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号。

第一混频器206，用于将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，理想信号的线宽趋近于0，可以忽略，得到第一混频信号f_b、f₀、f_b+f₀、第一拍频信号与理想信号的差频信号|f_b-f₀|，其中差频信号|f_b-f₀|的线宽为Δf_b。

可控带宽跟随振荡器207，用于产生差频信号|f_b-f₀|在设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|，其中的跟随带宽也称为伺服带宽。由于可控带宽跟随振荡器207的线宽远小于拍频信号的线宽，因此跟随信号的线宽反映出在该跟随振荡器带宽响应频率下的激光线宽，可由频谱仪或动态信号分析仪测量得出。

第二混频器208，用于将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，得到第二混频信号f_b、|2f_b-f₀|、|f_b-f₀|以及中心频率为理想信号频率f₀的信号。

信号分析装置209，用于对第二混频信号中的差频信号f₀进行检测，以获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。具体地，作为本发明的一个实施例，信号分析装置209可以为频谱分析仪或动态信号分析仪。

基于本发明上述实施例提供的激光线宽测量设备，将拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，利用可控带宽跟随振荡器，获得一定伺服带宽下线宽的拍频信号|f_b-f₀|，并通过混频的方式，使拍频信号f_b与拍频信号|f_b-f₀|的频率噪声相减抵消，使激光拍频信号转换为具有稳定中心频率f₀的信号，保持了激光器线宽的准确信息，从而可以获取待测激光器的激光线宽，解决了目前测量窄线宽、超窄线宽激光器真实激光线宽的难题，且无需通过伺服系统对激光器进行电路反馈，将两台激光器进行频率锁定，无需采用复杂的电路系统即可通过改变可控带宽跟随振荡器的伺服带宽，获得窄线宽、超窄线宽激光器在各种设定伺服带宽下的线宽。

如图7所示，为图6所示实施例中可控带宽跟随振荡器一个实施例的结构示意图，该实施例的可控带宽跟随振荡器采用环路滤波方式，包括：误差鉴别装置301、压控振荡器302与第三滤波器303。其中，端口In为输入端口，端口Out为输出端口，端口Mon为监视端口。作为本发明的一个具体实施例，误差鉴别装置301具体可以包括鉴频鉴相器或者混频器等，第三滤波器303具体可以为低通滤波器或带通滤波器。

压控振荡器302的输出信号分为两路，其中一路输出信号|f_b-f₀|输出给误差鉴别装置301，误差鉴别装置301将压控振荡器302的输出信号|f_b-f₀|与通过输入端口In输入的、作为待测信号的差频信号|f_b-f₀|进行鉴别，例如，进行鉴频鉴相或混频，得到误差信号并输入到第三滤波器303，第三滤波器303对误差信号进行滤波输出后，反馈到压控振荡器302上。压控振荡器302根据误差信号将另一路输出信号调整为与待测信号中心频率相同的信号作为跟随振荡器输出。由于采用环路滤波方式，第三滤波器303可以控制该可控跟随振荡器207的响应频率也即跟随带宽或者伺服带宽，从而产生设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|。实现输入信号可控带宽的跟随输出，得到不同带宽下跟随激光拍频信号的频率噪声谱的信号输出。通过信号分析装置209对监视端Mon输出的信号进行监视、分析，可以获得设定跟踪带宽下激光的频率和相位噪声谱信息。

通过控制可控带宽跟随振荡器中第三滤波器的带宽，获得不同响应频率下激光的线宽。这种方式与目前其它激光线宽测量方法相比，具有更好的稳定性、可信性，同时便于分析不同频率的噪声对激光线宽的影响。通过监视第三滤波器将要反馈到压控振荡器302上的反馈端输出，可以获得不同频率下激光的频率和相位噪声谱。

图8为本发明实施例激光线宽测量设备另一个实施例的结构示意图。如图8所示，与图6所示的实施例相比，该实施例中还包括第一滤波器210，用于滤除第一混频信号中的f_b、f₀与f_b+f₀，得到差频信号|f_b-f₀|并输入可控带宽跟随振荡器207。

另外，再参见图8，作为本发明的又一个实施例，还可以包括第二滤波器211，用于滤除第二混频信号中的f_b、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|，得到差频信号f₀并输入信号分析装置209。

在实际应用中，第一滤波器210具体可以采用低通滤波器实现，第二滤波器211具体可以采用带通滤波器实现。

进一步地，再参见图8，作为本发明的再一个实施例，还可以包括频率综合器或稳定信号源212，用于产生理想信号f₀并输入第一混频器206。

图9为本发明实施例激光器线宽测量设备一个应用实施例的结构示意图。如图9所示，该应用实施例的激光器线宽测量设备包括：第一激光器201、第二激光器202、反射镜401、分光棱镜402、探测器204、功分器205、频率综合器212、第一混频器206、第一低通滤波器210、可控带宽跟随振荡器207、第二混频器208、第二低通滤波器211、频谱仪/动态信号分析仪209，其中，第一激光器201、第二激光器202、反射镜401、分光棱镜402、探测器204设置在一光学平板403上。

第一激光器201发出的第一激光经反射镜401反射后，通过分光棱镜402与第二激光器202发出的第二激光进行合束。探测器204探测得到第一激光与第二激光合束后的拍频信号f_b，例如，中心频率为400MHz的拍频信号。该拍频信号f_b经过功分器205后分为两路，第一路与频率综合器212输出的频率f₀为320MHz的理想信号在第一混频器206中混频，经过第一低通滤波器210滤波后，输出信号送入可控带宽跟随振荡器207中，该可控带宽跟随振荡器207中响应频率由其中的低通滤波器限制为低于50kHz，因此，该可控带宽跟随振荡器207输出中心频率为80MHz、具有拍频信号小于50kHz噪声的窄线宽信号。该可控带宽跟随振荡器207的输出信号通过第二混频器208与功分器205分出的另一路拍频信号进行混频，并经过第二低通滤波器212滤波，得到两信号差频信号。将该差频信号送入频谱仪/动态信号分析仪209中进行测量，得到中心频率为320MHz、噪声频率高于50kHz的激光线宽。

其中，第一低通滤波器210与第二低通滤波器212主要用于滤除掉高于或低于载波频率的噪声以及二次谐波，例如：第一低通滤波器210具体可以采用低通为DC(直流)到100MHz的滤波器，第二低通滤波器211具体可以采用低通DC到400MHz的滤波器。第一低通滤波器、第二低通滤波器具体可根据不同的载波频率，选择不同的滤波器；第一低通滤波器、第二低通滤波器除了低通滤波器，还可以使用带通滤波器等其他类型的滤波器。

本发明实施例解决了目前测量窄线宽、超窄线宽激光器真实激光线宽的难题，且无需通过伺服系统对激光器进行电路反馈，将两台激光器进行频率锁定，无需采用复杂的电路系统即可获得窄线宽、超窄线宽激光器的真实激光线宽。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种激光线宽测量方法，其特征在于，包括：

将第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光进行合束，所述第一激光与所述第二激光频率不同且相位不相关；

探测接收合束后的拍频信号f_b，所述拍频信号f_b为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号；

将所述拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号；

将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号进行混频，得到第一混频信号f_b、f₀、f_b+f₀与|f_b-f₀|；

滤除第一混频信号中的f_b、f₀与f_b+f₀，得到第一拍频信号与所述理想信号的差频信号|f_b-f₀|；

通过可控带宽跟随振荡器，产生差频信号|f_b-f₀|在跟随振荡器的设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|；

将第二路拍频信号与跟随信号f_t进行混频，得到第二混频信号f_b、f₀、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|；

滤除第二混频信号中的f_b、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|，输出拍频信号与跟随信号f_t的差频信号f₀；

对差频信号f₀进行分析，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对差频信号f₀进行检测，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽包括：

对差频信号f₀进行分析，获取拍频信号f_b的线宽；

根据第一激光器与第二激光器激光线宽之间关系，获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

3.一种激光线宽测量设备，其特征在于，包括：第一激光器、第二激光器、合束装置、探测器、功分器、第一混频器、第一滤波器、可控带宽跟随振荡器、第二混频器、第二滤波器与信号分析装置，第一激光器输出的第一激光与第二激光器输出的第二激光频率不同且相位不相关；

所述合束装置，用于对第一激光与第二激光进行合束；

所述探测器，用于探测接收合束后的拍频信号f_b，所述拍频信号f_b为第一激光与第二激光通过合束混频后的差频信号；

所述功分器，用于将所述拍频信号f_b分为第一路拍频信号与第二路拍频信号；

所述第一混频器，用于将第一路拍频信号f_b与频率为f₀的理想信号混频，得到第一混频信号f_b、f₀、f_b+f₀、第一拍频信号与所述理想信号的差频信号|f_b-f₀|；

所述第一滤波器，用于滤除第一混频信号中的f_b、f₀与f_b+f₀，得到所述差频信号|f_b-f₀|并输入所述可控带宽跟随振荡器；

所述可控带宽跟随振荡器，用于产生差频信号|f_b-f₀|在设定跟随带宽下的跟随信号f_t＝|f_b-f₀|；

所述第二混频器，用于将第二路拍频信号与跟随信号f_t混频，得到第二混频信号f_b、f₀、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|；

所述第二滤波器，用于滤除第二混频信号中的f_b、|2f_b-f₀|与|f_b-f₀|，得到所述差频信号f₀并输入所述信号分析装置；

所述信号分析装置，用于对第二混频信号中的差频信号f₀进行检测，以获取第一激光器和/或第二激光器的激光线宽。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述信号分析装置为频谱分析仪或动态信号分析仪。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述可控带宽跟随振荡器采用环路滤波方式，包括：压控振荡器、误差鉴别装置与第三滤波器；

所述压控振荡器的输出信号分为两路，其中一路输出信号|f_b-f₀|输出给误差鉴别装置；误差鉴别装置将压控振荡器的输出信号|f_b-f₀|与作为待测信号的差频信号|f_b-f₀|进行鉴别得到误差信号并输入到第三滤波器；所述第三滤波器对误差信号进行滤波输出后反馈到所述压控振荡器；所述压控振荡器根据所述误差信号将另一路输出信号调整为与待测信号中心频率相同的信号作为跟随振荡器输出。

6.根据权利要求5所述的激光线宽测量设备，其特征在于，所述误差鉴别装置包括鉴频鉴相器或者混频器。

7.根据权利要求5所述的激光线宽测量设备，其特征在于，所述第三滤波器为低通滤波器或带通滤波器。

8.根据权利要求5所述的激光线宽测量设备，其特征在于，所述信号分析装置还用于对所述第三滤波器滤波输出的信号进行分析，获得设定跟随带宽下的激光频率和相位噪声谱信息。

9.根据权利要求3至8任意一项所述的设备，其特征在于，所述合束装置包括反射镜与分光棱镜，或者包括反射镜与半透半反镜。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括：

频率综合器或稳定信号源，用于产生所述理想信号f₀并输入所述第一混频器。