CN111609999A - 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法 - Google Patents

激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111609999A
CN111609999A CN202010396778.4A CN202010396778A CN111609999A CN 111609999 A CN111609999 A CN 111609999A CN 202010396778 A CN202010396778 A CN 202010396778A CN 111609999 A CN111609999 A CN 111609999A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
frequency
light
convex lens
comb
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.)
Granted
Application number
CN202010396778.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111609999B (zh
Inventor
陈本永
谢建东
严利平
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.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
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 Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN202010396778.4A priority Critical patent/CN111609999B/zh
Publication of CN111609999A publication Critical patent/CN111609999A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111609999B publication Critical patent/CN111609999B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J2009/0226—Fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J2009/0261—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods polarised

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法。对偏振态旋转后光频梳和可调谐激光通过光纤合光，经光纤耦合器输出空间光；用偏振片取P偏振态的激光经倒置扩束镜将光束直径缩小，再入射至闪耀光栅；光频梳衍射形成扇状激光，衍射角度与波长呈线性关系；经凸透镜后折射为平行光；通过线性电机驱动遮光板将不参与偏频锁定的梳模滤除，和可调谐激光一起经另一凸透镜聚焦至光电探测器，经滤波放大后获得拍频信号。在宽波长锁定范围内，激光仍可聚焦至光电探测器，即实现宽波长范围的拍频信号探测。本发明解决了激光偏频锁定至光频梳的技术中拍频信号探测单元适用波长范围小的问题，可以广泛适用于激光稳频技术领域。

Description

激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法
技术领域
本发明属于激光稳频技术领域，特别是涉及了一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法。
背景技术
在激光干涉测量中，激光频率的稳定性和可溯源性是影响测量精度的关键因素。通常，采用干涉法实现绝对距离、台阶高度和三维形貌等的精密测量时需要高精度、可溯源、宽波长范围可调的激光作为测量光源来构建高精度的合成波长。飞秒光频梳作为一种宽光谱梳状光源，包含大量等频率间隔的频率成分(梳模)，当飞秒光频梳的重复频与偏置频率锁定原子钟后，所有梳模均具备同等量级的频率稳定性并可溯源至原子钟，不同梳模间可灵活构建高精度的合成波长。但飞秒光频梳单个梳模的功率极低，仅为纳瓦量级，限制了其在实际中的应用。
将大功率宽波长范围的半导体激光器(例如ECDL、DFB、DBR)锁定至飞秒光频梳的梳模后再用于干涉测量的方法，一定程度上解决了上述问题。常见的激光频率锁定技术包括注入锁定和偏频锁定两种。其中注入锁定通常需要通过FP滤波器，布拉格衍射光纤等光学滤波器件将特定梳模筛选出来，再将其注入半导体激光器，理想情况下，半导体激光器将输出与梳模同等频率稳定性与线宽的激光，起到对特定梳模的“功率放大”效果。但是受限于FP滤波器与布拉格衍射光栅，这种技术仅能实现极小波长范围内的锁定。偏频锁定技术将可调谐激光与光频梳进行合光，然后通过光电探测器获得可调谐激光与光频梳特定梳模的拍频信号，然后通过锁相环技术将拍频信号锁定至参考频率，锁定后可调谐激光与特定梳模保持恒定的“偏频”并拥有同等频率稳定性。这种偏频锁定技术可以实现宽波长范围的拍频信号探测，但直接将合光照射至光电探测器时，由于光频梳的梳模间会产生强烈的“自拍频”现象，容易使光电探测器处于“过饱和”状态，导致拍频信号中包含了极强的自拍频信号，而可调谐激光与光频梳的拍频信号会被削弱，导致信噪比的降低。近些年，一种改进的拍频信号探测方法通过衍光栅将合光中大量不参与锁定的光频梳梳模“滤除”解决了上述问题。但是，在这种方法中，当可调谐激光器的波长调谐范围达到纳米量级，合光中的可调谐激光的衍射角度将发生较大变化，无法照射至光电探测器，导致拍频信号丢失，因此，这种方法只能用于特定的小波长范围的激光频率锁定。
所以，采用偏频锁定技术将可调谐激光器锁定至光频梳时，在保证拍频信号信噪比的前提下，宽波长范围的激光拍频信号探测是一个需要解决的关键技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明公开了一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法，解决了宽波长范围的拍频信号的高精度探测问题，解决了激光偏频锁定至光频梳的技术中拍频信号探测单元适用波长范围小的问题，能广泛适用于激光稳频技术领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一、一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置：
装置包括飞秒光频梳、第一偏振旋转器、第二偏振旋转器、光纤合束器、光纤耦合器、偏振片、扩束镜、闪耀光栅、可调谐激光器、偏频锁定控制器、低噪声放大器、低通滤波器、反射镜、第一凸透镜、第二凸透镜、线性电机、可调遮光板和光电探测器；可调谐激光器发出的激光经光纤分束器后分为功率比为90:10的两束激光，功率占比为10％的一束激光与飞秒光频梳发出的光频梳分别经过第二偏振旋转器与第一偏振旋转器后入射到光纤合束器进行合光，合光后的光束经光纤耦合器后转换为空间光，经偏振片后P偏振态的激光分量通过倒置的扩束镜将光束直径缩小，再经平面镜反射后再入射至闪耀光栅，经闪耀光栅光频梳梳模衍射反射形成激光，激光入射到第一凸透镜后折射为平行光，平行光透过可调遮光板后经第二凸透镜聚焦至光电探测器；光电探测器的输出端依次经低通滤波器、低噪声放大器、偏频锁定控制器后连接输入到可调谐激光器的控制端；可调遮光板连接线性电机，由线性电机驱动可调遮光板沿垂直于光轴方向移动。
还包括计算机，计算机分别和可调谐激光器、偏频锁定控制器和线性电机电连接。
所述的可调遮光板上开设有小孔，从第一凸透镜出射的平行光透过小孔后入射到第二凸透镜。
所述的闪耀光栅衍射后的激光中，宽光谱范围的飞秒光频梳形成衍射角度与波长呈线性关系的扇状激光，单频可调谐激光仍为线状激光。
所述的第一凸透镜的焦点位于闪耀光栅的激光入射点。
所述的光电探测器置于第二凸透镜焦点处。
所述的第二凸透镜光轴与平行光平行。
二、一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测方法：
1)飞秒光频梳发出的宽光谱范围的光频梳，可调谐激光器发出的单频的可调谐激光，使用偏振旋转器(2、4)分别对光频梳和可调谐激光进行偏振态旋转，通过光纤合束器进行合光，经光纤耦合器转换为空间光，通过偏振片取空间光中P偏振态的激光分量，再经倒置的扩束镜将光束直径缩小10倍，最后经平面镜反射后入射至闪耀光栅，闪耀光栅衍射后出射激光。
闪耀光栅衍射后出射的激光中，宽光谱范围的飞秒光频梳形成衍射角度与波长呈线性关系的扇状激光，单频的可调谐激光仍为线状激光。
2)使用第一凸透镜将步骤1)产生的扇状激光和线状激光折射为平行光，光路中所有飞秒激光光频梳梳模与可调谐激光的传播方向相互平行，平行光中，宽光谱范围的飞秒光频梳中不同频率的梳模按照波长大小在空间中至下而上呈现带状分布，单频的可调谐激光仍为线状激光并且与各自频率一致的梳模处于同一空间位置。
3)当需要将可调谐激光器锁定至宽波长范围内特定波长时，计算机控制可调谐激光器进行波长粗调，将可调谐激光的波长调谐至待锁定的光频梳梳模附近；波长调谐过程中，经闪耀光栅衍射后的可调谐激光衍射角度发生变化，但经步骤2)处理后可调谐激光的衍射角度变化转化为空间位置平移，并且与待锁定的梳模平行且重合；同时控制线性电机驱动可调遮光板进行移动，将平行光中待锁定梳模以外的梳模滤除；这样通过线性电机驱动可调遮光板将不参与偏频锁定的大部分梳模滤除可提高拍频信号信噪比。
4)使用第二凸透镜将步骤3)产生的滤除大部分多余梳模后的平行光聚焦为一点并入射至光电探测器，光电探测器输出电信号经滤波放大后输出拍频信号。
本发明经过步骤2)～4)处理后，在纳米量级宽波长范围内，可调谐激光与待锁定的梳模仍可同时聚焦至光电探测器，即实现了宽波长范围的激光拍频信号探测。最终，高信噪比的拍频信号通过偏频锁定控制器进行鉴相与闭环控制后产生控制信号将可调谐激光器锁定至特定梳模。
所述2)中，第一凸透镜通过位置调整使得自身的焦点位于闪耀光栅的激光入射点。
所述4)中，光电探测器通过位置调整放置于第二凸透镜焦点处。
本发明具有的有益效果是：
本发明采用双凸透镜聚焦系统对拍频信号进行探测，将合光中待锁定梳模以外的大部分梳模滤除，提高了拍频信号的信噪比；同时纳米量级宽波长范围内的可调谐激光与对应的飞秒光频梳梳模始终可聚焦至光电探测器，即实现了宽波长范围的拍频信号探测。本发明解决了激光偏频锁定至光频梳时的宽波长范围的拍频信号的高精度探测问题，可以广泛适用于激光稳频技术领域。
附图说明
图1是本发明装置的光路和电气结构示意图。
图2是本发明方法在实施例实验中所得拍频信号的频谱图。
图中：1、飞秒光频梳，2、第一偏振旋转器，3、光纤分束器，4、第二偏振旋转器，5、光纤合束器，6、光纤耦合器，7、偏振片，8、扩束镜，9、反射镜，10、可调谐激光器，11、偏频锁定控制器，12、低噪声放大器，13、低通滤波器，14、计算机，15、闪耀光栅，16、第一凸透镜，17、可调遮光板，18、线性电机，19、第二凸透镜，20、光电探测器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明加以详细说明。
如图1所示，具体实施包括飞秒光频梳1、第一偏振旋转器2、第二偏振旋转器4、光纤合束器5、光纤耦合器6、偏振片7、扩束镜8、闪耀光栅15、可调谐激光器10、偏频锁定控制器11、低噪声放大器12、低通滤波器13、反射镜9、第一凸透镜16、第二凸透镜19、线性电机18、计算机14、可调遮光板17和光电探测器20，计算机14分别和可调谐激光器10、偏频锁定控制器11和线性电机18电连接。
本发明的实施例中可调谐激光器输出波长可调范围为761nm至781nm、线宽200KHz；采用Menlo公司飞秒光频梳系统，其主要波长范围为765nm-795nm，重复频率fr＝250MHz，偏置频率fo＝40MHz；闪耀光栅的闪耀波长为750nm，闪耀角度为26°，1200线/毫米；线性电机行程为60mm，精度为0.1mm；第一凸透镜焦距为200mm，第二凸透镜焦距为100mm；光电探测器的带宽为1GHz，低通滤波器截止频率为125MHz。
可调遮光板17上开设有小孔，从第一凸透镜16出射的平行光透过小孔后入射到第二凸透镜19。
具体实施中，第一凸透镜16的焦点位于闪耀光栅15的激光入射点，光电探测器20置于第二凸透镜19焦点处，第二凸透镜19光轴与平行光平行。
计算机14控制可调谐激光器10的波长至特定波长附近，即可调谐激光频率调谐至待锁定梳模附近；计算机14控制线性电机18驱动可调遮光板17垂直于光轴方向移动，调整小孔的位置将从第一凸透镜16出射的平行光中待锁定梳模以外的大部分梳模滤除。
光电探测器20输出信号经低通滤波器13滤除高频成分以及低噪声放大器12放大后获得拍频信号，拍频信号经偏频锁定控制器11通过鉴相与闭环控制后产生控制信号将可调谐激光器10锁定至特定梳模。
计算机14同时发出使能信号到偏频锁定控制器11，偏频锁定控制器11通过对拍频信号与内置的参考正弦信号进行鉴相，并将鉴相所得的相位差作为闭环控制处理的误差信号，闭环控制完成后，相位差将锁定至零(即拍频信号与参考正弦信号保持同频同相位关系)。
具体实施如下：
如图1所示，用于偏频锁定的宽波长范围的拍频信号探测方法实施步骤为：
可调谐激光器10发出的激光经光纤分束器3后分为功率比为90:10的两束激光，功率占比为90％的一束激光用做激光精密测量的光源，功率占比为10％的一束激光与飞秒光频梳1发出的光频梳分别经过第二偏振旋转器4与第一偏振旋转器2后入射到光纤合束器5进行合光，合光后的光束经光纤耦合器5后转换为空间光，经偏振片7后P偏振态的激光分量通过倒置的扩束镜8将光束直径缩小10倍，扩束镜8沿光轴倒置，再经平面镜9反射后再入射至闪耀光栅15，经闪耀光栅15光频梳梳模衍射反射形成激光，其中衍射角度与波长呈线性关系，激光入射到第一凸透镜16后折射为平行光，平行光透过可调遮光板17后经第二凸透镜19聚焦至光电探测器20；光电探测器20的输出端依次经低通滤波器13、低噪声放大器12、偏频锁定控制器11后连接输入到可调谐激光器10的控制端；可调遮光板17连接线性电机18，由线性电机18驱动可调遮光板17沿垂直于光轴方向径向或者切向移动。
第一凸透镜16通过合理的位置调整与闪耀光栅15的激光入射点的距离等于其焦距F1，即其焦点恰好位于闪耀光栅15的激光入射点(图中O点)。使用第一凸透镜16将衍射后的激光折射为平行光。在平行光中，所有飞秒光频梳梳模与可调谐激光的传播方向相互平行，宽光谱范围的飞秒光频梳中不同频率的梳模按照波长大小在空间中，至下而上呈现带状分布，单频的可调谐激光仍为线状激光并且与频率一致的梳模保持平行并处于同一空间位置。
当需要将可调谐激光器10锁定至某宽波长范围(773.5nm至780.5nm)内某特定波长时，计算机14将控制可调谐激光器10进行波长粗调，将可调谐激器10的波长调谐至特定波长附近(即可调谐激光频率调谐至待锁定光频梳梳模附近)。波长调谐过程中，经闪耀光栅15衍射后的可调谐激光衍射角度发生变化，但经第一凸透镜处理后可调谐激光衍射角度变化将转化为空间位置平移，并且与待锁定的梳模时钟保持平行且重合。同时，计算机14控制线性电机18驱动可调遮光板17进行移动，将平行光中不参与偏频锁定的大部分梳模滤除，以提高拍频信号信噪比。
第二凸透镜19通过合理的位置调整，使其与第一凸透镜16平行放置，经第二凸透镜19将滤除多余梳模的平行光聚焦至焦距处(即A点)。光电探测器20经过合理的位置调整与第二凸透镜19的距离等于第二凸透镜19焦距F2，光电探测器20的感光区域恰好置于第二凸透镜19的焦点处(A点)。光电探测器20输出的信号包含了可调谐激光与飞秒光频梳1预设锁定梳模的拍频信号(仅考虑频率低于125MHz的情况)以及非光频梳梳模的高频自拍频信号(频率为250MHz的整数倍)，通过低通滤波器13滤除高频成分提取出其中频率低于125MHz的拍频信号，在通过低噪声放大器12后获得放大后的拍频信号。在纳米量级宽波长锁定范围内，可调谐激光仍可聚焦至光电探测器20，即实现宽波长范围的拍频信号探测。
初步获得拍频信号后，通过第一偏振旋转器2与第二偏振旋转器4分别对飞秒光频梳1与可调谐激光器10的激光进行偏振态调整，直至拍频信号信噪比达到最高。探测得到的拍频信号经偏频锁定控制器11通过鉴相与闭环控制后产生控制信号将可调谐激光器10锁定至特定梳模。锁定后，拍频信号的频率为20MHz。
如图2所示为，通过本发明的拍频信号探测方法在实验中所得拍频信号的频谱。实验中，在773.5nm至780.5nm范围内，信噪比为38±8dB,其中信噪比的波动主要是由于在不同波长时飞秒光频梳1和可调谐激光器10的激光功率有一定浮动。图2中的拍频信号频谱为可调谐激光在中间波长777nm时的实测结果，信噪比约为38dB。
综上，本发明采用双凸透镜聚焦系统对拍频信号进行探测，将合光中波长锁定范围外的光频梳梳模滤除，保证了拍频信号的信噪比；同时在纳米量级宽波长锁定范围内的可调谐激光与对应的飞秒光频梳梳模始终可聚焦至光电探测器，即实现宽波长范围的拍频信号探测。解决了激光偏频锁定至光频梳的技术中拍频信号探测单元适用波长范围小的问题，可以广泛适用于激光稳频技术领域。

Claims (10)

1.一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：
包括飞秒光频梳(1)、第一偏振旋转器(2)、第二偏振旋转器(4)、光纤合束器(5)、光纤耦合器(6)、偏振片(7)、扩束镜(8)、闪耀光栅(15)、可调谐激光器(10)、偏频锁定控制器(11)、低噪声放大器(12)、低通滤波器(13)、反射镜(9)、第一凸透镜(16)、第二凸透镜(19)、线性电机(18)、可调遮光板(17)和光电探测器(20)；可调谐激光器(10)发出的激光经光纤分束器(3)后分为功率比为90:10的两束激光，功率占比为10％的一束激光与飞秒光频梳(1)发出的光频梳分别经过第二偏振旋转器(4)与第一偏振旋转器(2)后入射到光纤合束器(5)进行合光，合光后的光束经光纤耦合器(5)后转换为空间光，经偏振片(7)后P偏振态的激光分量通过倒置的扩束镜(8)将光束直径缩小，再经平面镜(9)反射后再入射至闪耀光栅(15)，经闪耀光栅(15)光频梳梳模衍射反射形成激光，激光入射到第一凸透镜(16)后折射为平行光，平行光透过可调遮光板(17)后经第二凸透镜(19)聚焦至光电探测器(20)；光电探测器(20)的输出端依次经低通滤波器(13)、低噪声放大器(12)、偏频锁定控制器(11)后连接输入到可调谐激光器(10)的控制端；可调遮光板(17)连接线性电机(18)，由线性电机(18)驱动可调遮光板(17)沿垂直于光轴方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：还包括计算机(14)，计算机(14)分别和可调谐激光器(10)、偏频锁定控制器(11)和线性电机(18)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：所述的可调遮光板(17)上开设有小孔，从第一凸透镜(16)出射的平行光透过小孔后入射到第二凸透镜(19)。
4.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：所述的闪耀光栅(15)衍射后的激光中，宽光谱范围的飞秒光频梳(1)形成衍射角度与波长呈线性关系的扇状激光，单频可调谐激光仍为线状激光。
5.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：所述的第一凸透镜(16)的焦点位于闪耀光栅(15)的激光入射点。
6.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：所述的光电探测器(20)置于第二凸透镜(19)焦点处。
7.根据权利要求1所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置，其特征在于：所述的第二凸透镜(19)光轴与平行光平行。
8.应用于权利要求1-7任一所述装置的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测方法，其特征在于：
1)飞秒光频梳(1)发出的宽光谱范围的光频梳，可调谐激光器(10)发出的单频的可调谐激光，使用偏振旋转器(2、4)分别对光频梳和可调谐激光进行偏振态旋转，通过光纤合束器(5)进行合光，经光纤耦合器(6)转换为空间光，通过偏振(7)片取空间光中P偏振态的激光分量，再经倒置的扩束镜(8)将光束直径缩小10倍，最后经平面镜(9)反射后入射至闪耀光栅(15)，闪耀光栅(15)衍射后出射激光；
2)使用第一凸透镜(16)将步骤1)产生的激光折射为平行光，平行光中，宽光谱范围的飞秒光频梳中不同频率的梳模按照波长大小在空间中至下而上呈现带状分布，单频的可调谐激光仍为线状激光并且与各自频率一致的梳模处于同一空间位置；
3)当需要将可调谐激光器锁定至宽波长范围内特定波长时，控制可调谐激光器(10)进行波长粗调，将可调谐激光的波长调谐至待锁定的光频梳梳模；波长调谐过程中，经闪耀光栅(15)衍射后的可调谐激光衍射角度发生变化，但经步骤2)处理后可调谐激光的衍射角度变化转化为空间位置平移，并且与待锁定的梳模平行且重合；同时控制线性电机(18)驱动可调遮光板(17)进行移动，将平行光中待锁定梳模以外的梳模滤除；
4)使用第二凸透镜(19)将步骤3)产生的滤除梳模后的平行光聚焦为一点并入射至光电探测器(20)，光电探测器输出电信号经滤波放大后输出拍频信号。
9.根据权利要求8所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测方法，其特征在于：所述2)中，第一凸透镜(16)通过位置调整使得自身的焦点位于闪耀光栅(15)的激光入射点。
10.根据权利要求8所述的一种激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测方法，其特征在于：所述4)中，光电探测器(20)通过位置调整放置于第二凸透镜(19)焦点处。
CN202010396778.4A 2020-05-12 2020-05-12 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法 Active CN111609999B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010396778.4A CN111609999B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010396778.4A CN111609999B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111609999A true CN111609999A (zh) 2020-09-01
CN111609999B CN111609999B (zh) 2021-10-22

Family

ID=72198155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010396778.4A Active CN111609999B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111609999B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112362173A (zh) * 2020-11-18 2021-02-12 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种基于差频双梳的激光波长测量装置及方法
CN112763084A (zh) * 2020-12-17 2021-05-07 北京无线电计量测试研究所 一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法
CN113206708A (zh) * 2021-05-06 2021-08-03 西安邮电大学 一种高动态水下无线光接收系统
CN114295583A (zh) * 2021-11-26 2022-04-08 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 一种温室气体的相干测量装置
CN114543838A (zh) * 2022-02-18 2022-05-27 清华大学 验证Sagnac效应的装置及方法
WO2023070378A1 (zh) * 2021-10-27 2023-05-04 华为技术有限公司 光波长的测量装置和方法、光波长的控制设备及发光系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140176937A1 (en) * 2011-08-18 2014-06-26 Tiegen Liu Distributed disturbance sensing device and the related demodulation method based on polarization sensitive optical frequency domain reflectometry
CN104236725A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 山西大学 一种精确测量激光波长的装置及方法
CN105091776A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 中国科学院半导体研究所 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统
CN107063125A (zh) * 2017-06-15 2017-08-18 清华大学 一种光频梳参考的波长扫描三维形貌测量系统
CN107240854A (zh) * 2017-07-07 2017-10-10 浙江理工大学 基于欠采样的激光频率锁定至光频梳方法及装置
CN110174058A (zh) * 2019-06-06 2019-08-27 浙江理工大学 动态偏频锁定式正弦频率扫描干涉绝对测距装置和方法
CN110567594A (zh) * 2019-09-17 2019-12-13 中国计量科学研究院 精密激光波长测量系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140176937A1 (en) * 2011-08-18 2014-06-26 Tiegen Liu Distributed disturbance sensing device and the related demodulation method based on polarization sensitive optical frequency domain reflectometry
CN104236725A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 山西大学 一种精确测量激光波长的装置及方法
CN105091776A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 中国科学院半导体研究所 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统
CN107063125A (zh) * 2017-06-15 2017-08-18 清华大学 一种光频梳参考的波长扫描三维形貌测量系统
CN107240854A (zh) * 2017-07-07 2017-10-10 浙江理工大学 基于欠采样的激光频率锁定至光频梳方法及装置
CN110174058A (zh) * 2019-06-06 2019-08-27 浙江理工大学 动态偏频锁定式正弦频率扫描干涉绝对测距装置和方法
CN110567594A (zh) * 2019-09-17 2019-12-13 中国计量科学研究院 精密激光波长测量系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
罗京: "参考飞秒光频梳的半导体激光器偏频锁定技术研究", 《CNKI中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112362173A (zh) * 2020-11-18 2021-02-12 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种基于差频双梳的激光波长测量装置及方法
CN112763084A (zh) * 2020-12-17 2021-05-07 北京无线电计量测试研究所 一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法
CN113206708A (zh) * 2021-05-06 2021-08-03 西安邮电大学 一种高动态水下无线光接收系统
CN113206708B (zh) * 2021-05-06 2022-06-14 西安邮电大学 一种高动态水下无线光接收系统
WO2023070378A1 (zh) * 2021-10-27 2023-05-04 华为技术有限公司 光波长的测量装置和方法、光波长的控制设备及发光系统
CN114295583A (zh) * 2021-11-26 2022-04-08 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 一种温室气体的相干测量装置
CN114295583B (zh) * 2021-11-26 2023-12-26 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 一种温室气体的相干测量装置
CN114543838A (zh) * 2022-02-18 2022-05-27 清华大学 验证Sagnac效应的装置及方法
CN114543838B (zh) * 2022-02-18 2024-04-30 清华大学 验证Sagnac效应的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111609999B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111609999B (zh) 激光偏频锁定中宽波长范围的拍频信号探测装置与方法
CN107463007B (zh) 一种用于拉曼激光系统的双通道相位抖动抑制装置和方法
CN102589420B (zh) 光学位置测量设备
CN103986053A (zh) 连续可调谐激光的频率锁定系统及方法
CN107437722B (zh) 一种半导体激光器的无调制稳频方法和装置
JP2013545107A (ja) 蛍光測定システム用の広帯域光源の音響光学的同調可能フィルタ（ａｏｔｆ）
DE102005032279A1 (de) Verstärkte Strahlquelle
CN109416240B (zh) 光学锁定器
CN111912338B (zh) 一种基于电磁诱导透明原子光栅的位移测量装置和方法
CN111697422A (zh) 一种相位调制型拉曼光功率控制方法及其系统
CN109029740A (zh) 一种测量原子超精细结构的装置及方法
KR102305320B1 (ko) 공간 출력으로부터 스펙트럼 형상을 복원하는 방법
CN110567594A (zh) 精密激光波长测量系统
CN110911963B (zh) 一种高稳定性的偏振光谱稳频装置
CN107534495B (zh) 一种波长锁定器、波长锁定方法和装置
CN115149373A (zh) 双色场时空调控太赫兹辐射强度和频谱范围的方法和装置
CN109521655A (zh) 一种条纹锁定式全息干涉光刻系统及条纹锁定方法
CN109494563A (zh) 基于环形腔主动光反馈的doe相干合成的激光光源
CN113358222B (zh) 一种高精度锁定衰荡装置和测量方法
CN113739918B (zh) 保偏反射式近红外傅里叶变换偏振光谱仪
CN109270029B (zh) 一种用于探测亚多普勒光谱的通用nice-ohms系统
JP2007121232A (ja) 波長モニタ
CN109470455A (zh) 一种介质膜光栅检测装置
CN113381281B (zh) 一种基于全光光栅的多路激光频率链锁定方法和装置
CN111262129B (zh) 一种功率可调、可检偏的452nm倍频系统

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant