CN111786255A - 一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器 - Google Patents

一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，包括激光二极管模块、准直器、光强稳定模块、闪耀光栅、输出反射镜、输出偏振分光模块、二维调整模块、柔性调整平台、压电陶瓷a、压电陶瓷b、频率稳定模块、底板、弹性阻尼器、罩壳。本申请采用双压电陶瓷驱动柔性调整平台实现闪耀光栅转动和平移，能够在调整光栅角度时调整外腔长度，使外腔中保持一个固定的纵模，从而实现宽频无跳模调谐；本申请在需要进行原子吸收光谱特性分析时，可采用频率调谐模式，在需要稳定的激光束时可采用稳光强和稳频模式；输出反射镜和闪耀光栅一起放置于柔性调整平台上，调谐过程中输出光束不发生偏转。

Description

一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器
技术领域
本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器。
背景技术
半导体激光二极管由于体积小、线宽窄，广泛用于小型原子钟、原子磁强计以、原子陀螺等原子传感器领域。在上述原子传感器开发实验阶段，需要对原子吸收光谱进行精确实验测定和分析；在原子传感器工作时还需要对激光器的频率、光强进行精确锁定。现有商用激光二极管虽然有很窄的线宽，但频率很容易受到温度、电流等影响而发生漂移，光强也会随着器件老化等因素缓慢变化。因此，在上述原子传感器实验室研究阶段，需要一种具有较宽的相位连续调谐范围，同时具备稳频和稳光强功能的激光器。
专利号为201711277855.9的发明专利公开了一种795nm激光稳频系统及其稳频方法，在该专利中公开的内容只能实现特定频率的稳频，不能进行宽频率调谐，也不具备稳光强功能。现有关于Littrow型外腔调谐激光器，为了实现调谐，在工作时通过旋转光栅，但光栅的旋转的同时，外腔长度不可避免方式改变，难以实现宽频无跳模调谐。
专利号为US7970024B2的发明专利提出了一种调谐式外腔激光二极管激光器，在该专利公开的内容中采用一个压电陶瓷驱动柔性铰链机构实现调谐，具有复杂的机械调节机构，通过独特的机构实现一个压电陶瓷驱动下光学谐振腔模式与衍射中心匹配，但调节效果依赖于装调精度。
专利号为201710544609.9的发明专利公开了一种外腔式半导体激光器结构，通过调整光栅与激光器距离改变外腔长度实现调谐，没有调节光栅角度，公开内容没有指明能否实现宽频无跳模调谐。
在现有技术中，采用Littrow配置的光栅反馈外腔半导体激光器，在调整光栅角度过程中不可避免的改变外腔长度，难以实现无跳模宽频调谐，需要设计复杂的机构应对此问题；输出光容易受到光栅转动而发生方向变化；没有一种能够具备宽频无跳模调谐、稳频稳光强两种工作模式的光栅反馈外腔激光器，以应对原子传感器实验室研发阶段对调谐、稳光强稳频的需求。
因此急需研发出一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器来解决以上问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，包括：
底板；底板中心处开设有空腔；
闪耀光栅；
二维调整模块；闪耀光栅固定在二维调整模块上，二维调整模块用于在水平方向上对闪耀光栅的位置进行调节；
输出反射镜；
柔性调整平台；二维调整模块和输出反射镜均置于柔性调整平台上；柔性调整平台置于底板的空腔内，柔性调整平台通过柔性连接机构与底板连接；
压电陶瓷a；
压电陶瓷b；压电陶瓷a和压电陶瓷b均置于柔性调整平台和底板之间的水平空隙中，且电陶瓷a的作用端和压电陶瓷b的作用端分别与柔性调整平台连接；
激光二极管模块；
准直器；
光强稳定模块；激光二极管模块、准直器、光强稳定模块均位于底板上方，且靠近二维调整平台的第一端；
输出偏振分光模块；
频率稳定模块；频率稳定模块位于底板上方，且靠近二维调整平台的第二端；
激光驱动电路；激光驱动电路与激光二极管模块电性连接；
压电驱动电路；
用于解调出偏离原子吸收谱中心的误差信号的信号处理电路；信号处理电路的信号端口与控制器的信号端口连接；
控制器；控制器的控制信号输出端与压电驱动电路的控制信号输入端连接，压电驱动电路的控制信号输出端分别与压电陶瓷a的控制信号输入端、压电陶瓷b的控制信号输入端连接；
光强探测模块；光强探测模块用于接收入射光，将光强信号转变为电信号，控制器用于接收该电信号；控制器的控制信号输出端与激光驱动电路的控制信号输入端连接；
激光二极管模块发出一束激光，经过准直器后通过偏振分光第一路沿入射方向照射到闪耀光栅表面，第二路沿垂直入射方向进入光强稳定模块；入射到闪耀光栅上的入射光以特定的入射角入射，经闪耀光栅衍射后，-阶衍射光沿入射光方向返回进入激光二极管模块，阶衍射光入射到输出反射镜上，经输出反射镜反射后入射到输出偏振分光模块，由输出偏振分光模块分为垂直的两路光，第一路为输出光束，第二路垂直光入射到频率稳定模块。
具体地，激光二极管模块包括：
激光二极管；
激光管安装座；激光安装座固定在底板上方，激光二极管固定在激光安装座内的通孔中；
温度补偿元件；激光二极管通过温度补偿元件实现恒温控制；温度补偿元件安装在激光安装座表面；
热沉；热沉安装在温度补偿元件上。
具体地，光强稳定模块包括/波片Ⅲ、偏振分光镜PBSⅢ、光电探测器。
具体地，输出偏振分光模块包括/波片Ⅱ、偏振分光镜PBSⅡ。
具体地，频率稳定模块包括/波片Ⅰ、偏振分光镜PBSⅠ、反射镜、碱金属气室、参考气室、差分式光电探测器；输出偏振分光模块的第二路垂直光入射到频率稳定模块；经过/波片Ⅰ的光再经偏振分光镜PBSⅠ后，透射光进入碱金属气室；经过/波片Ⅰ的反射光经反射镜反射后进入参考气室；经过碱金属气室、参考气室的激光束由差分式光电探测器接收。
具体地，激光器还包括罩壳，底板下方通过的多个弹性阻尼器固定在罩壳内底部，底板、闪耀光栅、二维调整模块、输出反射镜、柔性调整平台、压电陶瓷a、压电陶瓷b、激光二极管模块、准直器、光强稳定模块、输出偏振分光模块、频率稳定模块、弹性阻尼器、激光驱动电路、压电驱动电路、信号处理电路、控制器均密封置于罩壳内。
具体地，二维调整模块包括：
调整台；闪耀光栅固定在调整台上部；柔性调整平台上设置有销孔，调整台底部连接有圆形锥销，圆形锥销插入柔性调整平台的销孔内；
二维调整架；二维调整架形成为L型，在二维调整架的每个边上均设置有螺孔；
调整螺钉a；调整螺钉a穿过一螺孔后用于抵紧调整台的第一侧；
调整螺钉b；调整螺钉b穿过另一螺孔后用于抵紧调整台的第二侧；调整螺钉a和调整螺钉b用于锁定调整台的位姿。
具体地，压电陶瓷a和压电陶瓷b平行设置，压电陶瓷a的第一端和压电陶瓷b的第一端均固定在底板的空腔内的一侧，压电陶瓷a的第二端和压电陶瓷b的第二端均固定在柔性调整平台的一侧。
具体地，二维调整模块位于柔性调整平台的几何中心；闪耀光栅安装在调整台的顶部中心处，圆形锥销固定在调整台底部中心处，销孔设置在柔性调整平台的中心处，圆形锥销插入柔性调整平台的销孔内设置，闪耀光栅入射点位于柔性调整平台的旋转运动中心轴线上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用双压电陶瓷驱动柔性调整平台实现闪耀光栅转动和平移，能够在调整光栅角度时调整外腔长度，使外腔中保持一个固定的纵模，从而实现宽频无跳模调谐；
2、具备两种工作模式，在需要进行原子吸收光谱特性分析时，可采用频率调谐模式，在需要稳定的激光束时可采用稳光强和稳频模式；
3、输出反射镜和光栅一起放置于柔性调整平台上，调谐过程中输出光束不发生偏转；
4、激光二极管模块、光强稳定模块、光栅及调整机构、频率稳定模块同处于一块底板上，结构紧凑。
附图说明
图1为本申请的结构组成图；
图2为本申请的结构正视图；
图3为本申请中二维调整模块的结构示意图；
图4为本申请中的系统工作原理图；
图中：1-闪耀光栅，2-压电陶瓷a,3-差分式光电探测器，4-碱金属气室，5-参考气室，6-偏振分光镜PBSⅠ，7-反射镜，8-1/2波片Ⅰ,9-偏振分光镜PBSⅡ，10-1/2波片Ⅱ，11-压电陶瓷b，12-二维调整架，13-柔性调整平台，14-罩壳，15-输出反射镜，16-光强探测模块,17-弹性阻尼器，18-准直器，19-温度补偿元件,20-激光二极管，21-激光二极管支座，22-热沉，23-1/2波片Ⅲ，24-偏振分光镜PBSⅢ，25-底板，26-盖板，27-调整台，31-柔性连接机构，32-调整螺钉a，33-调整螺钉b。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供以下技术方案：
实施例1，如图1、4所示，一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，包括：
底板25；底板25中心处开设有空腔；
闪耀光栅1；
二维调整模块；闪耀光栅1固定在二维调整模块上，二维调整模块用于在水平方向上对闪耀光栅1的位置进行调节；
输出反射镜15；
柔性调整平台13；二维调整模块和输出反射镜15均置于柔性调整平台13上；柔性调整平台13置于底板25的空腔内，柔性调整平台13通过柔性连接机构31与底板25连接；
压电陶瓷a2；
压电陶瓷b11；压电陶瓷a2和压电陶瓷b11均置于柔性调整平台13和底板25之间的水平空隙中，且电陶瓷a2的作用端和压电陶瓷b11的作用端分别与柔性调整平台13连接；
激光二极管模块；
准直器18；
光强稳定模块；激光二极管模块、准直器18、光强稳定模块均位于底板25上方，且靠近二维调整平台的第一端；
输出偏振分光模块；
频率稳定模块；频率稳定模块位于底板25上方，且靠近二维调整平台的第二端二维调整平台的第一端和二维调整平台的第二端相对设置；
激光驱动电路；激光驱动电路与激光二极管模块电性连接；
压电驱动电路；
用于解调出偏离原子吸收谱中心的误差信号的信号处理电路；信号处理电路的信号端口与控制器的信号端口连接；
控制器；控制器的控制信号输出端与压电驱动电路的控制信号输入端连接，压电驱动电路的控制信号输出端分别与压电陶瓷a2的控制信号输入端、压电陶瓷b11的控制信号输入端连接；
光强探测模块16；光强探测模块16用于接收入射光，将光强信号转变为电信号，控制器用于接收该电信号；控制器的控制信号输出端与激光驱动电路的控制信号输入端连接；
激光二极管模块发出一束激光，经过准直器18后通过偏振分光第一路沿入射方向照射到闪耀光栅1表面，第二路沿垂直入射方向进入光强稳定模块；入射到闪耀光栅1上的入射光以特定的入射角入射，经闪耀光栅1衍射后，-1阶衍射光沿入射光方向返回进入激光二极管模块，0阶衍射光入射到输出反射镜15上，经输出反射镜15反射后入射到输出偏振分光模块，由输出偏振分光模块分为垂直的两路光，第一路为输出光束，第二路垂直光入射到频率稳定模块。
在一些实施例中，柔性连接机构31优选采用柔性铰链；柔性铰链采用线切割方式获得，材料为具有高弹性高强度的材料制作，可以采用铍青铜。
在本实施例中，将输出反射镜15和光栅1一起放置于柔性调整平台13上，闪耀光栅旋转时，0阶输出光角度变化不会影响输出反射镜出射光束方向变化。
实施例2，如图1所示，在实施例1的基础上，激光二极管模块包括：
激光二极管20；
激光管安装座21；激光安装座21固定在底板25上方，激光二极管20固定在激光安装座21内的通孔中；
温度补偿元件19；激光二极管20通过温度补偿元件19实现恒温控制；温度补偿元件19安装在激光安装座21表面；
热沉22；热沉22安装在温度补偿元件19上。
本实施例中，激光安装座21通过小接触面固定在底板25上方，以减小与底板25间的热传导。激光二极管20通过温度补偿元件19实现恒温控制。温度补偿元件19位于激光安装座21表面，可以采用热电制冷器，当对其通正向电流时制冷，对其通反向电流时发热，制冷时热量通过热端与安装在热电制冷器上方的热沉22传导散热，激光二极管20固定在激光安装座21内的通孔中。激光二极管20是一种前后端面分布镀有减反射和高反射膜的激光半导体元件，通常可以选用DFB和DBR系列激光二极管。
激光二极管发出的光通常为椭圆形光斑，在进入后续的光学元件之前需要进行准直。准直器18可以采用两个正交布置的圆柱棱镜分别实现快慢轴的准直，也可以采用非球面楔形透镜实现准直。
实施例3，如图1所示，在实施例1的基础上，光强稳定模块包括1/2波片Ⅲ23、偏振分光镜PBSⅢ24、光电探测器15。
在本实施例中，激光束通过准直器18后进入光强稳定模块。当处于稳频和稳光强模式时，控制器可根据光强的变化对激光驱动电路电流作微调，从而稳定光强。通过调节1/2波片Ⅲ23的旋转角度，可以实现激光束偏振面旋转，再通过偏振分光镜PBSⅢ24可实现透射光和反射光的分束比调节。
实施例4，如图1所示，在实施例1的基础上，输出偏振分光模块包括1/2波片Ⅱ10、偏振分光镜PBSⅡ9。
在本实施例中，通过调节1/2波片Ⅱ10的旋转角度，可以实现激光束偏振面旋转，再通过偏振分光镜PBSⅡ9可实现透射光和反射光的分束比调节。
实施例5，如图1所示，在实施例1的基础上，频率稳定模块包括1/2波片Ⅰ8、偏振分光镜PBSⅠ6、反射镜7、碱金属气室4、参考气室5、差分式光电探测器3；输出偏振分光模块的第二路垂直光入射到频率稳定模块；经过1/2波片Ⅰ8的光再经偏振分光镜PBSⅠ6后，透射光进入碱金属气室4；经过1/2波片Ⅰ8的反射光经反射镜7反射后进入参考气室5；经过碱金属气室4、参考气室5的激光束由差分式光电探测器3接收。
在本实施例中，通过调节1/2波片Ⅰ8的旋转角度，可以实现激光束偏振面旋转，再通过偏振分光镜PBSⅠ6可实现透射光和反射光的分束比调节，分束比应调至1:1,透射光进入碱金属气室4，反射光经反射镜7反射后进入参考气室5。碱金属气室4和参考气室5采用电阻丝加热，利用精密Pt电阻或热敏电阻获取气室温度，通过PID控制实现设定温度的稳定控制。进入两个气室的激光束由差分式光电探测器3接收，经求差后得到碱金属的吸收峰曲线。根据需要调节的中心频率不同，碱金属的吸收峰对应了激光器的中心频率。当处于稳频和稳光强模式时，可以采用吸收峰的边沿和中心进行稳频。当采用吸收峰中心稳频时，信号处理电路可解调出偏离原子吸收谱中心的误差信号，再由控制器控制压电陶瓷a32、压电陶瓷b33，对闪耀光栅1角度微调，并同时调整外腔长度，从而锁定光频。当采用吸收峰边沿稳频时，选择边沿某一线性较好的位置作为稳定点，当频率偏离此稳定点时，差分式光电探测器3的输出信号与设定点信号的差反应了频率的变化，再由控制器对该变化信息进行处理得到闪耀光栅1需要补偿的角度和外腔距离，控制压电陶瓷a、压电陶瓷b的伸缩量，从而锁定光频。
实施例6，如图1所示，在实施例1的基础上，激光器还包括罩壳14，底板25下方通过的多个弹性阻尼器17固定在罩壳14内底部，底板25、闪耀光栅1、二维调整模块、输出反射镜15、柔性调整平台13、压电陶瓷a2、压电陶瓷b11、激光二极管模块、准直器18、光强稳定模块、输出偏振分光模块、频率稳定模块、弹性阻尼器17、激光驱动电路、压电驱动电路、信号处理电路、控制器均密封置于罩壳14内。
在本实施例中，底座及处于上方的全部器件通过罩壳密封实现与外界隔热。
在一些实施例中，底板25下方通过的四个弹性阻尼器17固定在罩壳14内底部，四个弹性阻尼器分别位于底板25下方的四个角部。
实施例7，如图1、2、3所示，在实施例1的基础上，二维调整模块包括：
调整台27；闪耀光栅1固定在调整台27上部；柔性调整平台13上设置有销孔，调整台27底部连接有圆形锥销，圆形锥销插入柔性调整平台13的销孔内；
二维调整架12；二维调整架12形成为L型，在二维调整架12的每个边上均设置有螺孔；
调整螺钉a32；调整螺钉a32穿过一螺孔后用于抵紧调整台27的第一侧；
调整螺钉b33；调整螺钉b33穿过另一螺孔后用于抵紧调整台27的第二侧；调整螺钉a32和调整螺钉b33用于锁定调整台27的位姿。
在本实施例中，调整台27形成为长方体形，调整台27的第一侧和第二侧相邻。
实施例8，如图1、2所示，在实施例1的基础上，压电陶瓷a2和压电陶瓷b11平行设置，压电陶瓷a2的第一端和压电陶瓷b11的第一端均固定在底板25的空腔内的一侧，压电陶瓷a2的第二端和压电陶瓷b11的第二端均固定在柔性调整平台13的一侧。
实施例9，如图1、2、3所示，二维调整模块位于柔性调整平台13的几何中心；闪耀光栅1安装在调整台27的顶部中心处，圆形锥销固定在调整台27底部中心处，销孔设置在柔性调整平台13的中心处，圆形锥销插入柔性调整平台13的销孔内设置，闪耀光栅1入射点位于柔性调整平台13的旋转运动中心轴线上。
本申请包含两种工作模式：频率调谐模式、稳频和稳光强模式。
在频率调谐模式时，光强稳定模块和频率稳定模块不工作，通过调整闪耀光栅的角度和外腔长度实现无跳模调谐(压电陶瓷a、压电陶瓷b可分别控制伸长量，控制柔性调整平台平移和旋转，闪耀光栅在随柔性调整平台旋转的过程中可同时控制闪耀光栅入射点与激光二极管前端面的距离，保证旋转过程中外腔纵模中心始终与闪耀光栅一阶主极大中心重合，可实现更宽无跳模调谐)；当工作在稳频和稳光强模式时，通过对频率稳定模块输出的吸收信号进行解调，获得偏离吸收峰中心的误差信号，由控制器调整压电陶瓷驱动器实现闪耀光栅的角度和腔长的微量调节，从而将频率稳定在碱金属原子吸收峰上；光强稳定模块探测光强的波动量，由控制器调节激光二极管电流实现光强稳定。由于闪耀光栅反馈调节具有很宽的频率调整范围，且压电陶瓷驱动机构具有很宽的响应速度；控制光强波动产生的补偿电流很小，为低频小信号，激光器因电流的微量调整产生的频率改变也是低频小信号，该低频小信号误差能够被压电陶瓷驱动的闪耀光栅频率调谐抑制，因而能够同时实现光强和频率的稳定控制。
本发明采用双压电陶瓷驱动柔性调整平台的方式，分别控制两个压电陶瓷的伸缩量可实现闪耀光栅的旋转和外腔的同时调整θ，压电陶瓷伸缩量之差与压电陶瓷间距之比决定了光栅的调整角度，压电陶瓷伸缩量和的平均值决定了光栅与激光器间距L。
其中，工作在频率调谐模式时，为了不产生跳模，压电陶瓷驱动柔性调整平台运动产生的平移和转动应满足：
2dsinθ＝-λ (1)
L＝Nλ/2n (2)
其中，d为光栅间距，θ为入射角，N为外腔纵模数，L为外腔长度，λ为激光波长，n为腔内介质折射率。
从(1)(2)看出，在调整闪耀光栅角度的实现频率调整的过程中，还应同时实现外腔长度L的调整，保证调整过程中外腔纵模N保持不变，才能确保无跳模调谐。本申请采用双压电陶瓷驱动柔性调整平台的方式，分别控制两个压电陶瓷的伸缩量可实现闪耀光栅的旋转和外腔的同时调整，压电陶瓷伸缩量之差与压电陶瓷间距之比决定了光栅的调整角度，压电陶瓷伸缩量和的平均值决定了光栅与激光器间距。为了克服光栅旋转时输出反射镜出射光束的方向变化，将输出反射镜和光栅一起放置于柔性调整平台上，这样使得调谐过程中输出光束不发生偏转。
其中，激光二极管工作时为了避免温度变化产生的光强和频率干扰，需要进行恒温控制。采用了热电制冷器、热敏电阻实现二极管的恒温控制，热电制冷器施加正反方向的电流可以分别实现制冷和加热的效果，热电制冷器将多余的热量通过热沉散走。
其中，光强稳定模块只在稳光强和稳频率模式下工作。1/2波片Ⅲ配合偏振分光镜PBSⅢ可以精确控制光强分配。当处于稳频和稳光强模式时，控制器可根据光强的变化对激光驱动电路电流作微调，从而稳定光强。
其中，频率稳定模块只在稳光强和稳频率模式下工作。频率稳定模块采用差分式探测光路，由输出偏振分光模块输出的一路光通过1/2波片Ⅰ入射到偏振分光镜PBSⅠ，再分为两路一路P光进入碱金属气室，一路S光再由反射镜反射进入参考气室，两路光最终入射在差分光电探测器上。压电陶瓷驱动器在控制信号的基础上施加一微小高频调制信号。信号处理电路可解调出偏离原子吸收谱中心的误差信号，控制器对误差信号采用PID控制，再控制压电陶瓷a、压电陶瓷b伸缩，对闪耀光栅角度微调，从而锁定光频。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于：包括：
底板(25)；底板(25)中心处开设有空腔；
闪耀光栅(1)；
二维调整模块；闪耀光栅(1)固定在二维调整模块上，二维调整模块用于在水平方向上对闪耀光栅(1)的位置进行调节；
输出反射镜(15)；
柔性调整平台(13)；二维调整模块和输出反射镜(15)均置于柔性调整平台(13)上；柔性调整平台(13)置于底板(25)的空腔内，柔性调整平台(13)通过柔性连接机构(31)与底板(25)连接；
压电陶瓷a(2)；
压电陶瓷b(11)；压电陶瓷a(2)和压电陶瓷b(11)均置于柔性调整平台(13)和底板(25)之间的水平空隙中，且电陶瓷a(2)的作用端和压电陶瓷b(11)的作用端分别与柔性调整平台(13)连接；
激光二极管模块；
准直器(18)；
光强稳定模块；激光二极管模块、准直器(18)、光强稳定模块均位于底板(25)上方，且靠近二维调整平台的第一端；
输出偏振分光模块；
频率稳定模块；频率稳定模块位于底板(25)上方，且靠近二维调整平台的第二端；
激光驱动电路；激光驱动电路与激光二极管模块电性连接；
压电驱动电路；
用于解调出偏离原子吸收谱中心的误差信号的信号处理电路；信号处理电路的信号端口与控制器的信号端口连接；
控制器；控制器的控制信号输出端与压电驱动电路的控制信号输入端连接，压电驱动电路的控制信号输出端分别与压电陶瓷a(2)的控制信号输入端、压电陶瓷b(11)的控制信号输入端连接；
光强探测模块(16)；光强探测模块(16)用于接收入射光，将光强信号转变为电信号，控制器用于接收该电信号；控制器的控制信号输出端与激光驱动电路的控制信号输入端连接；
激光二极管模块发出一束激光，经过准直器(18)后通过偏振分光第一路沿入射方向照射到闪耀光栅(1)表面，第二路沿垂直入射方向进入光强稳定模块；入射到闪耀光栅(1)上的入射光以特定的入射角入射，经闪耀光栅(1)衍射后，-1阶衍射光沿入射光方向返回进入激光二极管模块，0阶衍射光入射到输出反射镜(15)上，经输出反射镜(15)反射后入射到输出偏振分光模块，由输出偏振分光模块分为垂直的两路光，第一路为输出光束，第二路垂直光入射到频率稳定模块。
2.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，激光二极管模块包括：
激光二极管(20)；
激光管安装座(21)；激光安装座(21)固定在底板(25)上方，激光二极管(20)固定在激光安装座(21)内的通孔中；
温度补偿元件(19)；激光二极管(20)通过温度补偿元件(19)实现恒温控制；温度补偿元件(19)安装在激光安装座(21)表面；
热沉(22)；热沉(22)安装在温度补偿元件(19)上。
3.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，光强稳定模块包括1/2波片Ⅲ(23)、偏振分光镜PBSⅢ(24)、光电探测器(15)。
4.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，输出偏振分光模块包括1/2波片Ⅱ(10)、偏振分光镜PBSⅡ(9)。
5.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，频率稳定模块包括1/2波片Ⅰ(8)、偏振分光镜PBSⅠ(6)、反射镜(7)、碱金属气室(4)、参考气室(5)、差分式光电探测器(3)；输出偏振分光模块的第二路垂直光入射到频率稳定模块；经过1/2波片Ⅰ(8)的光再经偏振分光镜PBSⅠ(6)后，透射光进入碱金属气室4；经过1/2波片Ⅰ(8)的反射光经反射镜(7)反射后进入参考气室(5)；经过碱金属气室(4)、参考气室(5)的激光束由差分式光电探测器(3)接收。
6.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，激光器还包括罩壳(14)，底板(25)下方通过的多个弹性阻尼器(17)固定在罩壳(14)内底部，底板(25)、闪耀光栅(1)、二维调整模块、输出反射镜(15)、柔性调整平台(13)、压电陶瓷a(2)、压电陶瓷b(11)、激光二极管模块、准直器(18)、光强稳定模块、输出偏振分光模块、频率稳定模块、弹性阻尼器(17)、激光驱动电路、压电驱动电路、信号处理电路、控制器均密封置于罩壳(14)内。
7.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，二维调整模块包括：
调整台(27)；闪耀光栅(1)固定在调整台(27)上部；柔性调整平台(13)上设置有销孔，调整台(27)底部连接有圆形锥销，圆形锥销插入柔性调整平台(13)的销孔内；
二维调整架(12)；二维调整架(12)形成为L型，在二维调整架(12)的每个边上均设置有螺孔；
调整螺钉a(32)；调整螺钉a(32)穿过一螺孔后用于抵紧调整台(27)的第一侧；
调整螺钉b(33)；调整螺钉b(33)穿过另一螺孔后用于抵紧调整台(27)的第二侧；调整螺钉a(32)和调整螺钉b(33)用于锁定调整台(27)的位姿。
8.根据权利要求1所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，压电陶瓷a(2)和压电陶瓷b(11)平行设置，压电陶瓷a(2)的第一端和压电陶瓷b(11)的第一端均固定在底板(25)的空腔内的一侧，压电陶瓷a(2)的第二端和压电陶瓷b(11)的第二端均固定在柔性调整平台(13)的一侧。
9.根据权利要求7所述的一种稳频和稳光强双压电陶瓷调谐外腔半导体激光器，其特征在于，二维调整模块位于柔性调整平台(13)的几何中心；闪耀光栅(1)安装在调整台(27)的顶部中心处，圆形锥销固定在调整台(27)底部中心处，销孔设置在柔性调整平台(13)的中心处，圆形锥销插入柔性调整平台(13)的销孔内设置，闪耀光栅(1)入射点位于柔性调整平台(13)的旋转运动中心轴线上。
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