CN110783806A - 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法 - Google Patents

一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110783806A
CN110783806A CN201911063389.3A CN201911063389A CN110783806A CN 110783806 A CN110783806 A CN 110783806A CN 201911063389 A CN201911063389 A CN 201911063389A CN 110783806 A CN110783806 A CN 110783806A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
frequency
light
signal
optical reference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911063389.3A
Other languages
English (en)
Inventor
焦东东
张林波
刘涛
董瑞芳
张首刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Time Service Center of CAS
Original Assignee
National Time Service Center of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Time Service Center of CAS filed Critical National Time Service Center of CAS
Priority to CN201911063389.3A priority Critical patent/CN110783806A/zh
Publication of CN110783806A publication Critical patent/CN110783806A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094026—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light for synchronously pumping, e.g. for mode locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305—Feedback control systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法，包括电光调制器、第一波片、偏振分光棱镜、第二波片、光学参考腔、监测单元、光电探测器、运算控制单元、鉴频单元、比例积分控制电路(PI)以及电压驱动器，通过激光器的输出频率与光学参考腔产生共振，再通过运算控制单元调节比例积分控制电路(PI)的参数，从而实现超稳激光器的自动锁定；同时，利用监测单元对超稳激光器的锁定状态进行监测，以对失锁后的激光器能够进行重新锁定，本发明的优点在于提高了激光器成功锁定的概率，降低了激光器锁定过程所需的时间，同时也保证了激光器锁定的质量，加快了超稳激光器的商用化及空间应用的过程。

Description

一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法
技术领域
本发明属于高精度时间频率技术领域，涉及一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法。
背景技术
高精度时间频率信号直接关系着国家安全和社会发展，在国防建设、科学研究和国家基础设施建设等领域有着非常广泛的应用。随着激光精密光谱以及光学频率梳等技术突破，冷原子光钟的频率稳定度和准确度都已进入10-18量级，比现有的铯原子喷泉钟高出约两个量级，将大大提高当前时间频率系统的精度，具有超高频率稳定度的超稳激光器作为冷原子光钟的本地振荡器，直接决定着光钟中短期稳定度，是光学原子钟的最核心部分。同时，为了对如此高精度的时频信号进行传输，则需要一种精度远高于光钟精度的传输方式对光钟的光学频率信号进行传输。目前，以超稳激光器为传递光源的光纤光学频率传输精度最高，也是最望实现如此高精度的光学频率信号传输的唯一手段。此外，超稳激光器在高精密光谱测量、引力红移测量、相对论的检验、甚长基线干涉和引力波观测等领域，并且在相干通信、激光陀螺和激光测距等工业领域也有着重要的应用前景。
大多的超稳激光器都处于实验室状态，需要专业人员的人为操作来实现超稳激光器的锁定，从而限制超稳激光器的商用化及在未来空间领域中应用。首先，超稳激光器的锁定过程较为复杂，一般在锁定过程中需要对数个开关及按钮进行细致的微调，不易于一般用户操作，使得超稳激光器的应用范围受限；其次，超稳激光器的人为操作锁定过程所需要的时间较长，正常情况下，需1-2分钟的时间才能够锁定。因此，提出了一种超稳激光器的自动锁定及重锁方法与系统，方便超稳激光器在其他领域的可以被广泛应用。
发明内容
本发明的主要目的是克服了超稳激光器上述的技术缺点，提供了一种超稳激光器的自动锁定及重锁方法与系统；
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，包括电光调制器、第一波片、偏振分光棱镜、第二波片、光学参考腔、监测单元、光电探测器、运算控制单元、鉴频单元、比例积分控制电路(PI)以及电压驱动器，其中，所述激光器输出光首先经过电光调制器；所述电光调制器用于对光进行相位调制，所述被调制的光经过第一波片与偏振分光棱镜调节进入光学参考腔的光功率；所述进入光学参考腔的光，其中前端腔镜的透射光与反射光用于解调光学误差信号至射频段，后端腔镜透射光用于监测超稳激光的锁定状态；
所述透射光与反射光经第二波片与偏振分光棱镜引导进入鉴频单元，鉴频单元得到系统的误差信号送入到比例积分控制电路(PI)，比例积分控制电路(PI)通过误差信号进行计算得到需要输出的反馈信号，包括一路快速反馈信号和一路慢速反馈信号，其中，所述快速反馈信号用于伺服控制激光器的快速抖动；慢速反馈信号用于伺服控制激光器的慢速频率漂移；
所述运算控制单元用于控制调节电压驱动器的输出电压以控制激光器的输出频率，使激光器的输出光频率与光学参考腔共振，所述运算控制单元还用于对比例积分控制电路(PI) 的参数进行优化。
进一步的，所述鉴频单元包括光电探测器、混频器、低通滤波器和直接数字频率合成器 (DDS)；所述光电探测器用于解调出带有光学误差信息的射频信号，所述混频器用于接收光电探测器解调出带有光学误差信息的射频信号，所述混频器调解出系统的误差信号，传送给低通滤波器，经低通滤波器滤波后输送给比例积分控制电路(PI)。
进一步的，所述鉴频单元还包括直接数字频率合成器(DDS)，所述直接数字频率合成器 (DDS)共有两路输出，其中第一通道的输出为电光调制器提供射频信号，第二通道的输出连接混频器，用来解调误差信号；所述直接数字频率合成器(DDS)接收预先设置在运算控制单元中的控制信号。
进一步的，所述光学参考腔后端腔镜的透射光进入监测单元，用于监测激光器输出光的频率与光学参考腔的共振状态及超稳激光器的锁定状态，并反馈给运算控制单元。
进一步的，所述第一波片为二分之一波片，所述第二波片为四分之一波片，所述运算控制单元为FPGA。
基于利用选择运算控制单元改变激光器的输出频率，使得激光器的输出频率与光学参考腔产生共振，运算控制单元再对比例积分控制电路(PI)的参数进行优化，从而实现超稳激光器的自动锁定及重锁功能。
进一步的，所述自动锁定具体包括以下步骤：
1)激光器输出的光经电光调制单元进行相位调制，经过电光调制后的分为三种频率成分不同的光，包括主光与两束被调制光，其中主光与调制前的光频率相同，两束被调制光的调制频率相反；
2)所述主光与两束被调制光到达光学参考腔的表面后，部分光被光学参考腔前端腔镜反射回来，其余部分光进入光学参考腔的内部；
3)与光学参考腔产生共振后的主光将从光学参考腔前后端腔镜透射出去，前端腔镜的透射光与前端腔镜的反射调制光进入鉴频单元，后端腔镜的透射光进入监测单元；
4)主光与调制光进入鉴频单元后，通过鉴频单元得到系统的误差信号，并将误差信号送入到比例积分控制电路(PI)，比例积分控制电路(PI)通过误差信号进行计算得到需要输出的反馈信号，包括一路快速反馈信号，一路慢速反馈信号；
5)比例积分控制电路(PI)将快速反馈信号加载到激光器的频率快速调节的端口，将慢速反馈信号加载到激光器频率慢速调节端口；
6)运算控制单元调节加载到激光器的压电陶瓷(PZT)上的电压大小来改变激光器的输出频率，直至激光器的输出频率与光学参考腔产生共振，此时监测单元监测到的透射光信号逐渐增大；
7)运算控制单元调节比例积分控制电路(PI)中的各项参数，直到步骤3)中送入监测单元的透射光信号最大为止，至此，自动锁定过程完成。
进一步的，所述重新锁定具体包括以下步骤：
8)运算控制单元记录加载到激光器(PZT)上的电压及比例积分控制电路(PI)单元的参数；
9)监测单元对超稳激光器锁定状态进行实时监测，并将其当前锁定状态反馈给运算控制单元；
10)当监测单元发现光学参考腔的透射峰信号处于最小状态，且经过时间t后仍处于最小状态，则判断超稳激光器处于失锁状态；
11)以步骤8)记录的参数为基准，执行步骤6)及步骤7)，即可实现超稳激光器的重新锁定。
进一步的，所述步骤6)中激光器输出频率是否与光学参考腔共振，通过监测单元监测到后端腔镜透射光信号的大小来判断，当透射光信号变大，且满足设定的阈值范围，则与预锁定点共振，否则，不共振或非预锁定点。
进一步的，利用运算控制单元对改变激光器的输出频率，同时利用监测单元对光学参考腔透射峰进行监测；当输出监测单元监测到激光器的输出频率与光学参考腔共振时，运算控制单元开始优化比例积分控制电路(PI)的各项参数，从而实现超稳激光器的自动锁定；通过监测单元对光学参考腔后端腔镜透射峰监测，判断超稳激光器锁定状态，并时时反馈给运算控制单元，当激光器失锁时，运算控制单元对激光器执行步骤6)-7)。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统可对于不同类型的超稳激光器，针对其慢速与快速反馈对象，其中慢速反馈对象为激光器的PZT，快速反馈对象为激光器电流，自行加载误差信号到其慢速与快速的反馈端口，降低了激光器锁定过程所需的时间，而且系统简单，易于一般用户操作。
本发明提供的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统的工作方法，利用运算控制单元改变激光器的输出频率，使激光器的输出频率与光学参考腔产生共振，再通过运算控制单元调节比例积分控制电路(PI)的参数对其进行优化，从而实现超稳激光器的自动锁定；同时，利用监测单元对超稳激光器的锁定状态进行监测，以对失锁后的激光器能够进行重新锁定；提高了激光器成功锁定的概率，降低了激光器锁定过程所需的时间，同时也保证了激光器锁定的质量；这将为超稳激光器的商用化以及空间应用奠定了基础。
附图说明
图1实施例的原理示意图；
图2实施例的系统结构图；
附图中：1-电光调制器，2-第一波片，3-偏振分光棱镜，4-第二波片，5-光学参考腔，6-监测单元，7-运算控制单元，8-混频器，9-光电探测器，10-低通滤波器，11-电压驱动器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明包含以下步骤：
1)激光器输出的光经电光调制单元进行相位调制，调制后的光成为三种频率成分不同的光，即主光与两束被调制光，其中主光与调制前光的频率相同，两束被调制光的调制频率恰好相反；
2)主光与调制光到达光学参考腔5的表面后，大部分光被光学参考腔5前端腔镜反射，只有少量的光进入光学参考腔5的内部。
3)与光学参考腔5产生共振后的主光，从光学参考腔5前后两端的腔镜透射出去，前端腔镜的透射光与前端腔镜的反射调制光进入鉴频单元，后端腔镜的透射光进入监测单元6。
4)前端腔镜的透射主光与其反射的调制光进入鉴频单元后，通过鉴频单元得到系统的误差信号，并将其送入到比例积分控制电路(PI)。
5)比例积分控制电路(PI)将快速反馈信号加载到激光器的频率快速调节的端口，将慢速反馈型号加载到激光器频率慢速调节端口。
6)运算控制单元7通过调节加载到激光器PZT上的电压大小来改变激光器的输出频率，使激光器的输出频率与光学参考腔5产生共振为止；
7)运算控制单元7调节比例积分控制电路(PI)中的各项参数，直到步骤3)中送入监测单元6的透射光信号最大为止，其中判定送入监测单元6的透射光信号达到最大值的方法为监测单元6调节比例积分控制电路(PI)参数时，透射峰会随之发生变化，监测单元6会对透射峰的大小实时进行监测，记录，判断，若监测单元6发现最大时，参数优化会停止，并保存此时的参数。整个过程无需人为参与，整个过程都是电路系统进行判断和调节，到此自动锁定过程完成。
8)运算控制单元7记录加载到激光器PZT上的电压及比例积分控制电路(PI)单元的参数。
9)监测单元6对超稳激光器锁定状态时时进行监测，并将激光器的锁定状态反馈给运算控制单元7，其中激光器的锁定状态分为三个状态，1.锁定(激光频率与参考腔共振状态最佳)，运算单元监测到峰值最大。2.优化(开始共振)，激光频率与腔开始产生共振，运算控制单元7 监测到的峰值开始发生变化，且增大。3，失锁(非共振状态)，运算控制单元7监测到峰值处于最小，该系统初始时，已知该最小值的具体数值。
10)若监测单元6发现光学参考腔5的透射峰信号处于最小状态时，其中该超稳激光器具有以上三个状态，该最小值是已知值，有时可能由于外界干扰，使激光器与光学参考腔5瞬时处于失锁状态，但干扰过后，有可能会被控制电路拉回锁定状态，因而在此会有时间t的延迟，且经过时间t后仍处于最小状态，则判断超稳激光器处于失锁状态，其中时间t的取值为2s。
11)则执行步骤6-7，且以步骤8)记录的参数为基准，执行步骤6)及步骤7)，即可实现超稳激光器的重新锁定。
进一步，步骤6)中激光器输出频率是否与光学参考腔5共振，可以通过监测单元6监测到后端腔镜透射光信号的大小来判断，若透射光信号变大，且满足设定的阈值范围，则与预锁定点共振，否则，不共振或非预锁定点。
为了实现以上方法，本发明还提出一种系统，系统结构如图2所示：该系统包括激光器、电光调制器1、第一波片2为二分之一波片、偏振分光棱镜3、第二波片4为四分之一波片、光学参考腔5、监测单元6与光电探测器9、运算控制单元7为FPGA、混频器8、直接数字频率合成器(DDS)、低通滤波器10、低噪声放大器、比例积分控制电路(PI)以及电压驱动器 11模块。
下面结合附图2和实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明实施例系统的技术实现由下述步骤组成：
1)激光器输出的光经电光调制单元进行相位调制，调制频率通常为几MHz在到几十MHz。经过电光调制后的光含有三种频率成分的光，即主光与两束被调制光，其中主光与调制前光的频率相同，两束被调制光的调制频率恰好相反；
2)主光与调制光经过二分之一波片与偏振分光棱镜3的组合，调节入射到光学参考腔5 的光功率，大部分光被光学参考腔5前端腔镜反射回来，少量的光进入光学参考腔5内部。
3)与光学参考腔5产生共振的主光从光学参考腔5两端的腔镜透射出来，从前端腔镜的透射光与其反射光经过四分之一波片与偏振分光棱镜3组合进入到光电探测器9，得到带有光学误差信息的射频信号的射频信号。
4)带有误差信号的射频信号与DDS的输出信号通过混频器8混频，得到系统的误差信号，该误差信号经过滤波器滤波后，送入比例积分控制电路(PI)。
5)比例积分控制电路(PI)的输出分为两路，一路加载到电压驱动器11上，通过改变激光器的压电陶瓷PZT的电压来控制激光器输出频率的慢速漂移，另一路直接加载到激光器的输出电流上，控制激光器输出频率的快速抖动。
6)FPGA通过调节电压驱动器11的电压来控制激光器的输出频率，直到监测单元6的输出电压值达到设定的阈值范围内，停止高压驱动器的电压调节，并记住其电压值。
7)FPGA优化比例积分控制电路(PI)的各项参数，直到监测单元6的输出电压最大为止，到此自动锁定过程完成。
8)运算控制单元7记录加载到激光器电压驱动器11上的电压及比例积分控制电路(PI) 的参数。
9)FPGA时刻读取光电探测器9的输出电压信息，监测超稳激光器的锁定状态。
10)若FPGA监测到光电探测器9的输出电压突然变小时，且2s内仍没有恢复到最大值，则判断超稳激光器处于失锁状态
11)则执行步骤6-7，且以步骤8)记录的参数为基准，执行步骤6)及步骤7)，即可实现超稳激光器的重新锁定。
进一步，在本实施例系统中，慢速反馈对象为激光器的PZT，快速反馈对象为激光器电流。对于不同类型的超稳激光器，可针对其超稳激光器的慢速与快速反馈对象，自行加载误差信号到其慢速与快速的反馈端口。
综上所述，本发明通过利用运算控制中心改变激光器的输出频率，并对自动对比例积分控制电路(PI)的参数优化，实现了实现超稳激光器的一键开机自动锁定及重锁功能，提高了激光器成功锁定的概率，降低了激光器锁定过程所需的时间，保证了激光器锁定的质量。

Claims (10)

1.一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，其特征在于，包括电光调制器(1)、第一波片(2)、偏振分光棱镜(3)、第二波片(4)、光学参考腔(5)、监测单元(6)、光电探测器(9)、运算控制单元(7)、鉴频单元、比例积分控制电路(PI)以及电压驱动器(11)，其中，所述激光器输出光首先经过电光调制器(1)；所述电光调制器(1)用于对光进行相位调制，所述被调制的光经过第一波片(2)与偏振分光棱镜(3)调节进入光学参考腔(5)的光功率；所述进入光学参考腔(5)的光，其中前端腔镜的透射光与反射光用于解调光学误差信号至射频段，后端腔镜透射光用于监测超稳激光的锁定状态；
所述透射光与反射光经第二波片(4)与偏振分光棱镜(3)引导进入鉴频单元，鉴频单元得到系统的误差信号送入到比例积分控制电路(PI)，比例积分控制电路(PI)通过误差信号进行计算得到需要输出的反馈信号，包括一路快速反馈信号和一路慢速反馈信号，其中，所述快速反馈信号用于伺服控制激光器的快速抖动；慢速反馈信号用于伺服控制激光器的慢速频率漂移；
所述运算控制单元(7)用于控制调节电压驱动器(11)的输出电压以控制激光器的输出频率，使激光器的输出光频率与光学参考腔(5)共振，所述运算控制单元(7)还用于对比例积分控制电路(PI)的参数进行优化。
2.根据权利要求1所述的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，其特征在于，所述鉴频单元包括光电探测器(9)、混频器(8)、低通滤波器(10)和直接数字频率合成器(DDS)；所述光电探测器(9)用于解调出带有光学误差信息的射频信号，所述混频器(8)用于接收光电探测器(9)解调出带有光学误差信息的射频信号，所述混频器(8)调解出系统的误差信号，传送给低通滤波器(10)，经低通滤波器(10)滤波后输送给比例积分控制电路(PI)。
3.根据权利要求2所述的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，其特征在于，所述鉴频单元还包括直接数字频率合成器(DDS)，所述直接数字频率合成器(DDS)共有两路输出，其中第一通道的输出为电光调制器(1)提供射频信号，第二通道的输出连接混频器(8)，用来解调误差信号；所述直接数字频率合成器(DDS)接收预先设置在运算控制单元(7)中的控制信号。
4.根据权利要求1所述的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，其特征在于，所述光学参考腔(5)后端腔镜的透射光进入监测单元(6)，用于监测激光器输出光的频率与光学参考腔(5)的共振状态及超稳激光器的锁定状态，并反馈给运算控制单元(7)。
5.根据权利要求1所述的一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统，其特征在于，所述第一波片(2)为二分之一波片，所述第二波片(4)为四分之一波片，所述运算控制单元(7)为FPGA。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统的工作方法，其特征在于，基于利用选择运算控制单元(7)改变激光器的输出频率，使得激光器的输出频率与光学参考腔(5)产生共振，运算控制单元(7)再对比例积分控制电路(PI)的参数进行优化，从而实现超稳激光器的自动锁定及重锁功能。
7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于，所述自动锁定具体包括以下步骤：
1)激光器输出的光经电光调制单元进行相位调制，经过电光调制后的分为三种频率成分不同的光，包括主光与两束被调制光，其中主光与调制前的光频率相同，两束被调制光的调制频率相反；
2)所述主光与两束被调制光到达光学参考腔(5)的表面后，部分光被光学参考腔(5)前端腔镜反射回来，其余部分光进入光学参考腔(5)的内部；
3)与光学参考腔(5)产生共振后的主光将从光学参考腔(5)前后端腔镜透射出去，前端腔镜的透射光与前端腔镜的反射调制光进入鉴频单元，后端腔镜的透射光进入监测单元(6)；
4)主光与调制光进入鉴频单元后，通过鉴频单元得到系统的误差信号，并将误差信号送入到比例积分控制电路(PI)，比例积分控制电路(PI)通过误差信号进行计算得到需要输出的反馈信号，包括一路快速反馈信号，一路慢速反馈信号；
5)比例积分控制电路(PI)将快速反馈信号加载到激光器的频率快速调节的端口，将慢速反馈信号加载到激光器频率慢速调节端口；
6)运算控制单元(7)调节加载到激光器的压电陶瓷(PZT)上的电压大小来改变激光器的输出频率，直至激光器的输出频率与光学参考腔(5)产生共振，此时监测单元(6)监测到的透射光信号逐渐增大；
7)运算控制单元(7)调节比例积分控制电路(PI)中的各项参数，直到步骤3)中送入监测单元(6)的透射光信号最大为止，至此，自动锁定过程完成。
8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述重新锁定具体包括以下步骤：
8)运算控制单元(7)记录加载到激光器(PZT)上的电压及比例积分控制电路(PI)单元的参数；
9)监测单元(6)对超稳激光器锁定状态进行实时监测，并将其当前锁定状态反馈给运算控制单元(7)；
10)当监测单元(6)发现光学参考腔(5)的透射峰信号处于最小状态，且经过时间t后仍处于最小状态，则判断超稳激光器处于失锁状态；
11)以步骤8)记录的参数为基准，执行步骤6)及步骤7)，即可实现超稳激光器的重新锁定。
9.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述步骤6)中激光器输出频率是否与光学参考腔(5)共振，通过监测单元(6)监测到后端腔镜透射光信号的大小来判断，当透射光信号变大，且满足设定的阈值范围，则与预锁定点共振，否则，不共振或非预锁定点。
10.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，利用运算控制单元(7)对改变激光器的输出频率，同时利用监测单元(6)对光学参考腔(5)透射峰进行监测；当输出监测单元(6)监测到激光器的输出频率与光学参考腔(5)共振时，运算控制单元(7)开始优化比例积分控制电路(PI)的各项参数，从而实现超稳激光器的自动锁定；通过监测单元(6)对光学参考腔(5)后端腔镜透射峰监测，判断超稳激光器锁定状态，并实时反馈给运算控制单元(7)，当激光器失锁时，运算控制单元(7)对激光器执行步骤6)-7)。
CN201911063389.3A 2019-10-31 2019-10-31 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法 Pending CN110783806A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911063389.3A CN110783806A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911063389.3A CN110783806A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110783806A true CN110783806A (zh) 2020-02-11

Family

ID=69388640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911063389.3A Pending CN110783806A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110783806A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111912608A (zh) * 2020-06-24 2020-11-10 中国科学院国家授时中心 一种可搬运光学参考腔振动敏感度的测试方法及装置
CN113394652A (zh) * 2021-06-09 2021-09-14 西安纳飞光电科技有限公司 一种光频梳重复频率的宽带大范围锁定方法及系统
CN114001932A (zh) * 2022-01-05 2022-02-01 山西大学 利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置
CN114530752A (zh) * 2022-01-11 2022-05-24 中国科学院国家授时中心 一种基于改进的均值漂移算法的超稳激光器自动锁定系统
CN115149386A (zh) * 2022-07-11 2022-10-04 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种基于fpga的激光频率稳定自动控制系统
CN115513766A (zh) * 2022-06-27 2022-12-23 国科大杭州高等研究院 一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341986A (zh) * 2001-10-19 2002-03-27 清华大学 光纤光栅外腔半导体激光器的稳频装置及其稳频方法
US20090296760A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Miao Zhu Optical Pumping Apparatus and Method to Reduce AC Stark Shift in Atomic Frequency Standards
CN103579896A (zh) * 2013-11-06 2014-02-12 西安理工大学 无移相器Pound-Drever-Hall激光稳频系统
US20160240998A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 Mitutoyo Corporation Laser-frequency stabilizer and laser-frequency stabilization method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341986A (zh) * 2001-10-19 2002-03-27 清华大学 光纤光栅外腔半导体激光器的稳频装置及其稳频方法
US20090296760A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Miao Zhu Optical Pumping Apparatus and Method to Reduce AC Stark Shift in Atomic Frequency Standards
CN103579896A (zh) * 2013-11-06 2014-02-12 西安理工大学 无移相器Pound-Drever-Hall激光稳频系统
US20160240998A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 Mitutoyo Corporation Laser-frequency stabilizer and laser-frequency stabilization method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高克林等: "《精密激光光谱学研究前沿》", 31 October 2014, 上海交通大学出版社 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111912608A (zh) * 2020-06-24 2020-11-10 中国科学院国家授时中心 一种可搬运光学参考腔振动敏感度的测试方法及装置
CN111912608B (zh) * 2020-06-24 2022-01-18 中国科学院国家授时中心 一种可搬运光学参考腔振动敏感度的测试方法及装置
CN113394652A (zh) * 2021-06-09 2021-09-14 西安纳飞光电科技有限公司 一种光频梳重复频率的宽带大范围锁定方法及系统
CN114001932A (zh) * 2022-01-05 2022-02-01 山西大学 利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置
CN114001932B (zh) * 2022-01-05 2022-03-18 山西大学 利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置
CN114530752A (zh) * 2022-01-11 2022-05-24 中国科学院国家授时中心 一种基于改进的均值漂移算法的超稳激光器自动锁定系统
CN114530752B (zh) * 2022-01-11 2024-05-03 中国科学院国家授时中心 一种基于改进的均值漂移算法的超稳激光器自动锁定系统
CN115513766A (zh) * 2022-06-27 2022-12-23 国科大杭州高等研究院 一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统
CN115149386A (zh) * 2022-07-11 2022-10-04 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种基于fpga的激光频率稳定自动控制系统
CN115149386B (zh) * 2022-07-11 2024-01-12 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种基于fpga的激光频率稳定自动控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110783806A (zh) 一种超稳激光器的自动锁定及重锁系统及其工作方法
US7602825B1 (en) Tunable passively mode-locked lasers with phase-lock feedback for low timing jitters
CN110515290B (zh) 一种提高光抽运铯束原子钟性能的激光稳频方法与光学系统
CN103151696B (zh) 激光频率和功率的稳定方法及稳定装置
CN107919913B (zh) 基于直接数字式频率合成器的光学锁相环装置和锁相方法
US6724788B1 (en) Method and device for generating radiation with stabilized frequency
CN110867720B (zh) 一种小型化低成本大频率调谐范围稳频激光器系统及方法
CN112054795B (zh) 一种用于原子干涉仪的紧凑型拍频锁频锁相装置
JP4807514B2 (ja) 光クロック抽出装置及び方法
CN109004499B (zh) 一种可调谐微波源
CN115513766B (zh) 一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统
CN109525244B (zh) 一种频率高速可调的耦合型光电振荡信号产生器
CN113964639B (zh) 一种基于正交极化模式布里渊激光克尔光频梳的微波发生装置
CN113676262B (zh) 一种基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统
CN113394646B (zh) 一种调谐光电振荡器及其反馈控制方法
Maleki Optoelectronic oscillators for microwave and mm-wave generation
DE102023202048A1 (de) Brillouin-laser mit ultrahoher stabilität
EP4332667A1 (en) Optical frequency comb generator control device
CN113823986B (zh) 一种光生微波装置
CN115133387A (zh) 产生多频相干激光的装置及方法
CN115064926A (zh) 基于微腔结构的双腔自注入一体化集成光生微波源系统
CN117239530B (zh) 一种数字化激光频率自动搜索及锁定的装置及方法
CN114336263B (zh) 一种用于冷原子干涉仪的拉曼光产生装置及方法
CN114640396B (zh) 一种高精度、宽频带的片上集成激光扫频装置
CN116937294B (zh) 一种微波产生装置及产生方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200211

RJ01 Rejection of invention patent application after publication