CN113418894A - 一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法 - Google Patents

一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，利用氰化氢气体池对特定波长吸收的特性以及光学微腔的谐振特性，通过氰化氢气体池具有重复性好，稳定性高，范围广等优点的吸收谱线对光学微腔功率传输曲线进行标定，有效解决了利用可调谐激光器进行连续扫频时对应功率传输曲线对应谐振峰频率难以准确确定的问题，实现了对谐振峰对应波长位置的参考标定，为光学频率梳的产生和控制提供保证，有广泛的应用前景。

Description

一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法
技术领域
本发明属于光学微腔领域，具体涉及一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法。
背景技术
光学微腔模式体积小、品质因数极高，使得其中发生非线性效应的阈值显著降低，进而可以在光学微腔中产生克尔光频梳。具有高重频、宽光谱以及相干性好等优点的克尔光频梳在计量学、光谱学以及距离测量等领域的应用有着良好的应用前景。克尔光频梳生成以及稳定的过程中，温度等各种因素的影响使得谐振峰漂移，破坏了克尔光频梳的稳定性。准确确认谐振峰位置至关重要。因此提出了一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，利用氰化氢气体池对特定波长吸收的特性，通过其吸收谱线实现对光学微腔谐振峰的标定
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法。本发明通过快速扫频，使得扫描过程中产生的氰化氢波长吸收谱线峰值与光学微腔谐振峰对应，利用重复性和稳定性精度高的氰化氢波长吸收谱线实现对谐振峰的标定。
本发明所采用的技术方案是：一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，包括：
光源调谐模块，所述光源模块用于产生频率连续变化的激光，包括可调谐激光器、偏振控制器和光分束器；
标定模块，所述标定模块包括光学微腔、氰化氢气体池、第一光电探测器、第二光电探测器和示波器；
所述的可调谐激光器依次与偏振控制器和光分束器连接，产生频率连续变化的激光通过光分束器分成两路进入标定模块，其中一路作为参考传入氰化氢气体池，通过第一光电探测器采集传输至示波器，另一路传入光学微腔，通过第二光电探测器采集传输至示波器，最后经过数据处理得到光学微腔谐振峰对应波长位置；由于所述可调谐激光器扫频时具体频率位置难以准确确定，因此采用氰化氢气体池对谐振峰进行参考标定。
进一步地，所述的氰化氢气体池具有对特定波长吸收的特性，频率连续变化的激光通过氰化氢气体池后形成重复性好、稳定性高、范围宽的波长吸收谱线，连接显示于示波器，示波器上谱线峰值位置即为对应波长位置。
进一步地，所述的光学微腔位于谐振位置时光能够进入其中，频率连续变化的激光通过光学微腔后形成等频率间隔的谐振峰，连接显示于示波器，示波器显示的功率传输曲线中的峰值位置即为对应谐振峰位置。
进一步地，所述可调谐激光器采用三角波进行扫描，示波器接收到触发信号后，同时对经过氰化氢气体池和光学微腔的信号进行采样，因此示波器上同一时间轴处对应的两路激光的波长相同。
进一步地，对示波器上通过氰化氢气体池的吸收谱线寻峰，通过线性拟合建立波长与示波器上时刻间的关系：
λ1＝p1t1+p2 (1)
其中λ1为氰化氢气体池吸收谱线峰值位置对应波长，t1为示波器对应时刻，p1、p2分别为线性拟合后得到的一次项、常数项参数；对示波器上通过光学微腔的透射谱线寻峰，找到对应时刻t2，谐振峰对应波长λ2为：
λ2＝p1t2+p2 (2)
实现对光学微腔谐振峰位置的准确测量。
本发明的有益效果是：本发明一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，利用氰化氢气体池对特定波长吸收的特性，通过吸收谱线的峰值波长对光学微腔谐振峰波长进行标定，氰化氢吸收谱线范围广，可以覆盖生成克尔光频梳所需的波段，对波段中每个谐振峰的波长位置进行标定，为克尔光频梳的生成和稳定奠定基础。
附图说明
图1：本发明一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法结构示意图；
附图标注：
1——光源模块； 11——可调谐激光器；
12——偏振控制器； 13——光分束器；
2——标定模块； 21——氰化氢气体池；
22——光学微腔； 23——第一光电探测器；
24——第二光电探测器； 25——示波器
图2：氰化氢气体池吸收谱线与光学微腔功率传输曲线对应图
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，包括：
光源调谐模块1，所述光源调谐模块1用于产生频率变化的激光，包括可调谐激光器11、偏振控制器12和光分束器13；
标定模块2，所述标定模块2包括氰化氢气体池21、光学微腔22、第一光电探测器23、第二光电探测器24和示波器25；
所述的可调谐激光器11依次与偏振控制器12和光分束器13连接，产生频率连续变化的激光通过光分束器13分成两路进入标定模块2，其中一路作为参考传入氰化氢气体池21，通过第一光电探测器23采集传输至示波器25，另一路传入光学微腔22，通过第二光电探测器24采集传输至示波器25，最后经过数据处理得到光学微腔谐振峰对应波长位置；由于所述可调谐激光器11扫频时具体频率位置难以准确确定，因此采用氰化氢气体池21对谐振峰进行参考标定。
所述的氰化氢气体池21具有对特定波长吸收的特性，频率连续变化的激光通过氰化氢气体池21后形成重复性好、稳定性高、范围宽的波长吸收谱线，连接显示于示波器25，示波器25上谱线峰值位置即为对应波长位置。
所述的光学微腔22位于谐振位置时光能够进入其中，频率连续变化的激光通过光学微腔22后形成等频率间隔的谐振峰，连接显示于示波器25，示波器25显示的功率传输曲线中的峰值位置即为对应谐振峰位置。
所述可调谐激光器11采用三角波进行扫描，示波器25接收到触发信号后，同时对经过氰化氢气体池21和光学微腔22的信号进行采样，因此示波器25上同一时间轴处对应的两路激光的波长相同。对示波器25上通过氰化氢气体池21的吸收谱线寻峰，通过线性拟合建立波长与示波器25上时刻间的关系：
λ1＝p1t1+p2 (1)
其中λ1为氰化氢气体池吸收谱线峰值位置对应波长，t1为示波器25对应时刻，p1、p2分别为线性拟合后得到的一次项、常数项参数；对示波器25上通过光学微腔22的功率传输曲线反向寻峰，找到对应时刻t2，谐振峰对应波长λ2为：
λ2＝p1t2+p2 (2)
实现对光学微腔谐振峰位置的标定。
综上所述，本发明的一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法可以实现光学微腔谐振峰的标定，在光频梳产生、控制与应用领域有广泛的应用前景。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，包括：
光源调谐模块(1)，所述光源调谐模块(1)用于产生频率变化的激光，包括可调谐激光器(11)、偏振控制器(12)和光分束器(13)；
标定模块(2)，所述标定模块(2)包括氰化氢气体池(21)、光学微腔(22)、第一光电探测器(23)、第二光电探测器(24)和示波器(25)；
所述的可调谐激光器(11)依次与偏振控制器(12)和光分束器(13)连接，产生频率连续变化的激光通过光分束器(13)分成两路进入标定模块(2)，其中一路作为参考传入氰化氢气体池(21)，通过第一光电探测器(23)采集传输至示波器(25)，另一路传入光学微腔(22)，通过第二光电探测器(24)采集传输至示波器(25)，最后经过数据处理得到光学微腔谐振峰对应波长位置；由于所述可调谐激光器(11)扫频时具体频率位置难以准确确定，因此采用氰化氢气体池(21)对谐振峰进行参考标定。
2.根据权利要求1所述的一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，所述的氰化氢气体池(21)具有对特定波长吸收的特性，频率连续变化的激光通过氰化氢气体池(21)后形成重复性好、稳定性高、范围宽的波长吸收谱线，连接显示于示波器(25)，示波器(25)上谱线峰值位置即为对应波长位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，所述的光学微腔(22)位于谐振位置时光能够进入其中，频率连续变化的激光通过光学微腔(22)后形成等频率间隔的谐振峰，连接显示于示波器(25)，示波器(25)显示的功率传输曲线中的峰值位置即为对应谐振峰位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，所述可调谐激光器(11)采用三角波进行扫描，示波器(25)接收到触发信号后，同时对经过氰化氢气体池(21)和光学微腔(22)的信号进行采样，因此示波器(25)上同一时间轴处对应的两路激光的波长相同。
5.根据权利要求1所述的一种基于氰化氢气体池的光学微腔谐振峰标定方法，其特征在于，对示波器(25)上通过氰化氢气体池(21)的吸收谱线寻峰，通过线性拟合建立波长与示波器(25)上时刻间的关系：
λ1＝p1t1+p2 (1)
其中λ1为氰化氢气体池吸收谱线峰值位置对应波长，t1为示波器(25)对应时刻，p1、p2分别为线性拟合后得到的一次项、常数项参数；对示波器(25)上通过光学微腔(22)的功率传输曲线反向寻峰，找到对应时刻t2，谐振峰对应波长λ2为：
λ2＝p1t2+p2 (2)
实现对光学微腔谐振峰位置的标定。
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