CN115084995A - 一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统 - Google Patents

一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统 Download PDF

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李昊杰
马茹玉
傅腾蛟
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Abstract

本发明提供一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统，通过ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变PZT的扫描电压，使1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器的输出频率与F‑P腔产生共振，腔前交直流光电探测器探测到的拍频信号经过移相后与本振信号源产生的本振信号进行混频，混频后的信号通过低通滤波后得到鉴频信号，再传到主控ZYNQ系列可扩展处理平台通过PID软件算法控制激光器电流源和PZT驱动器新相关参数，从而实现超稳激光器的自动锁频；同时，根据腔后直流光电探测器输出电压信号及CCD相机对腔后光斑的监视，主控芯片根据监视信号自动判断锁定状态，并对失锁后的激光器进行重新锁定。

Description

一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及激光频率自动锁定技术领域，尤其是一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统。
背景技术
随着激光技术的不断发展，激光被广泛应用于量子光学、量子信息、冷原子物理等各种研究领域。环境温度、外界振动、声音等因素会导致激光频率发生变化，为了减小激光器的频率漂移需要使用激光稳频技术将激光频率锁定在原子、分子或F-P腔共振跃迁频率等某一标准频率上。
激光稳频技术通常需要一个标准频率参考源，将激光频率与标准参考频率进行比较获取误差信号，再利用伺服控制系统调整激光器的频率，从而使激光器的频率被锁定在标准参考频率附近，目前最常用的PDH(Pound-Drever-Hall)稳频技术是将长度极其稳定、精细度和耦合效率都比较高的F-P腔作为超稳激光频率的标准频率参考源，使伺服系统将激光器的输出频率能够稳定在参考频率。
由于很多激光稳频系统中需要专业人员手动调整各类参数完成频率锁定，耗时耗力且极为不便。大多数实验中都只需要明亮的基模光斑，但现有自动锁频方案都依赖光电探测器作为唯一判断锁频成功的反馈信号，而光电探测器只能对光强弱进行探测，无法分辨不同的激光光斑，因此无法确定激光是否锁定在基模。
线宽和频率稳定性是激光器的重要性能参数。为了实现更窄的线宽和更高的频率稳定性，通常会把激光器频率锁定在F-P腔或者饱和吸收谱等外部参考信号上，利用激光频率与外部参考的差别产生误差信号，将处理后的误差信号反馈给激光器本身，进而建立闭环反馈回路来压缩激光器线宽。但是这种反馈控制都有一定的工作区间，一旦某些噪声冲击使得信号跳出工作区间，反馈系统便无法自行恢复，造成激光频率失锁。这种激光失锁问题极大地降低了原子物理系统稳定性、内态调控的可靠性以及信息处理的连续运行时间。
另外，自动锁频相关产品均需要手动设置积分微分等一系列硬件电路参数，无法实现全自动化设定PID参数，设定一系列参数后才能实现一定程度的自动化锁频和重锁，体积较大，成本较高，模拟控制系统难以实现全自动化独立运行，可靠性差，经常需要人为干涉，局限性太大且步骤繁琐。因此，现有基于PDH的激光手动或自动稳频系统中存在的这些缺陷，将极大的限制超稳激光器的商用化及在未来空间领域的应用。
因此，如何解决判定锁频效果的准确性、锁频的可靠性以及模拟控制系统的局限性，实现超稳激光器数字化、智能化自动锁定频率、脱锁后自动重锁定是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个目的在于，提供一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，ZYNQ系列可扩展处理平台通过压电陶瓷驱动器不断改变PZT扫描电压以调整1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器输出的激光频率，输出的激光经过法拉第隔离器后经电光调制器进行相位调制，调制后的光分为主光束与两束被调制光；
步骤二，主光束与两束被调制光经过第一偏振分光棱镜，部分光在F-P腔表面后被F-P腔前端腔镜反射，部分光进入F-P腔；
步骤三，F-P腔前端腔镜反射光进入第一光电探测器与本振信号源经过移相后的信号混频得到误差信号后传入ZYNQ系列可扩展处理平台；
步骤四，与F-P腔产生共振后的后端腔镜透射光经过腔后光电探测器转化为电信号，后传入ZYNQ系列可扩展处理平台；
步骤五，ZYNQ系列可扩展处理平台根据传入的两路信号经PID算法处理后分别控制激光器电流源和压电陶瓷驱动器，快速反馈信号传给激光器电流源和慢速反馈信号传给压电陶瓷驱动器；
步骤六，压电陶瓷驱动器不断改变PZT两端的扫描电压的范围，直至进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振；
步骤七，若步骤四中，通过腔后光电探测器(11)输出至ZYNQ系列可扩展处理平台的电压信号突然变小，且在一段时间内没有恢复最大值，则判断激光器处于失锁状态，此时需要重新执行上述步骤一至步骤六完成超稳激光器的重锁。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：步骤七中，超稳激光器的重锁，包括如下步骤：
(1)压电陶瓷驱动器输出的扫描电压从0开始以三角波的形式开始扫描；
(2)扫描一段时间后，未在腔后光电探测器获得最大电压输出，ZYNQ系列可扩展处理平台根据反馈信号调整扫描电压的扫描范围；在T1时刻，扫描电压改为从Vset开始扫描；
(3)改变扫描电压的扫描范围后，T2时刻压电陶瓷电压为V0时腔后光电探测器后有最大电压输出，维持该电压一段时间；
(4)为确认压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器获得的电压是最大电压，在T3时刻重置扫描电压，重新扫描，在T4时刻，压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器有最大电压输出；
(5)在T5时刻停止扫描，ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器保持电压稳定在V0，此时腔后光电探测器持续保持最大电压信号输出，CCD相机检测到明亮的基模光斑，至此完成超稳激光器频率的锁定。
作为本发明的优选技术方案：步骤六中，腔后光电探测器输出最大的电压信号判断为进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振。
作为本发明的优选技术方案：步骤六中，ZYNQ系列可扩展处理平台处理腔后CCD相机所获得的图像，当CCD相机测到明亮的基模光斑时，判断进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振。
作为本发明的优选技术方案：步骤三中，所述F-P腔的前端腔镜的反射光经第一偏振分光棱镜进入腔前光电探测器，所述腔前光电探测器将光信号转换为电信号，所述电信号交流部分与本振信号源输出的射频信号经移相器后在混频器中进行混频，所述低通滤波器滤除混频后信号中的基频及和频成分，得到鉴频误差信号。
作为本发明的优选技术方案：步骤五中，ZYNQ系列可扩展处理平台通过PID软件算法调整压电陶瓷驱动器以及激光器电流源共同完成激光器频率的锁定，其中分为快环路和慢环路，快环路是将快速反馈信号传给激光器电流源用于快速调节激光器激光频率，慢环路是将慢速反馈信号传递给压电陶瓷驱动器用于控制慢速频率漂移。
本发明的第二个目的在于，提供一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法的控制系统。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
所述控制系统包括1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器、法拉第隔离器、电光相位调制器、第一偏振分光棱镜、F-P腔、第二偏振分光棱镜、CCD相机、本振信号源、移相器、腔前光电探测器、腔后光电探测器、混频器、低通滤波器、ZYNQ系列可扩展处理平台、压电陶瓷驱动器以及激光器电流源，其中，所述激光器输出光首先经过法拉第隔离器,所述法拉第隔离器用于隔离后向反射及散射激光，所述经过法拉第隔离器的光被电光相位调制器进行相位调制，所述被调制后的激光经过第一偏振分光棱镜进入F-P腔，所述F-P腔前端腔镜的反射光用于获得鉴频误差信号，所述F-P腔后端腔镜的透射光用于监视超稳激光的锁定状态；
所述前端腔镜的反射光经第一偏振分光棱镜进入腔前光电探测器，所述腔前光电探测器将光信号转换为电信号，所述电信号交流部分与本振信号源输出的射频信号经移相器后在混频器中进行混频，所述低通滤波器滤除混频后信号中的基频及和频成分，得到鉴频误差信号；
所述F-P腔的后端腔镜透射光经第二偏振分光棱镜分为两束激光，一束激光进入CCD相机，所述CCD相机用于观测腔后出射光斑；另一束激光进入腔后光电探测器，所述腔后光电探测器将光信号转换为电信号。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：
所述调节移相器，调制本振信号源的信号与腔前光电探测器的信号相位一致，两路信号同时进入混频器得到误差信号，经过低通滤波器滤波后输入到ZYNQ系列可扩展处理平台，进而调节压电陶瓷驱动器以及激光器电流源。
本发明所提供的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统，提出一种新的基于F-P腔的稳频方法，将人工智能中的图像识别技术与经典光电技术相结合，基于ZYNQ系列可扩展处理平台设计了智能锁频系统，通过光电探测器和CCD相机信号反馈调节压电陶瓷两端扫描电压实现激光频率自动锁定和脱锁后自动重锁定。
本发明所提供的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统，利用ZYNQ系列可扩展处理平台的PID算法改变压电陶瓷的扫描电压，通过控制压电陶瓷驱动器(15)改变PZT扫描电压，通过反馈信号调整扫描电压的起始扫描点Vset，找到激光与F-P腔共振时的扫描电压V0，最后通过PID软件算法使扫描电压稳定在V0处，完成超稳激光器的锁定和重锁，扫描电压的重置过程提高了超稳激光器锁频的可靠性。本发明提供的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制系统调整激光器的输出频率，使激光器的输出频率与F-P腔产生共振，将误差信号和腔后光电探测器的信号分别传给ZYNQ系列可扩展处理平台，ZYNQ系列可扩展处理平台经过PID等软件算法后发出反馈信号，再调整压电陶瓷驱动器改变PZT的扫描电压，同时实时处理CCD相机获得的F-P腔后端腔镜透射光的光斑，判断锁定情况，提高激光器成功锁定的概率，降低激光器锁定过程所需的时间，实现超稳激光器的自动锁定和重锁系统的工作方，保证激光器锁定的可靠性，极大的提高了激光器的锁定效率和商用价值，为激光器的空间应用奠定基础。
附图说明
图1为本发明的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制系统的结构示意图；
图2为本发明的扫描电压和电信号的关系图；
附图中，1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器1；法拉第隔离器2；电光相位调制器3；第一偏振分光棱镜4；F-P腔5；第二偏振分光棱镜6；CCD相机7；本振信号源8；调节移相器9；腔前光电探测器10；腔后光电探测器11；混频器12；低通滤波器13；ZYNQ系列可扩展处理平台14；压电陶瓷驱动器15；激光器电流源16。
具体实施方式
如图1-图2所示，本发明的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制系统，包括1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器1、法拉第隔离器2、电光相位调制器3、第一偏振分光棱镜4、F-P腔5、偏振分光棱镜26、CCD相机7、本振信号源8、移相器9、腔前光电探测器10、腔后光电探测器11、混频器12、低通滤波器13、ZYNQ系列可扩展处理平台14、压电陶瓷驱动器15以及激光器电流源16，其中，所述1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器1输出激光首先经过法拉第隔离器2，所述法拉第隔离器2用于隔离后向反射及散射激光，所述经过法拉第隔离器2的光被电光相位调制器3进行相位调制，所述被调制后的激光经过第一偏振分光棱镜4进入F-P腔5，所述F-P腔5前端腔镜的反射光用于获得鉴频误差信号，所述F-P腔5后端腔镜的透射光用于监视超稳激光的锁定状态。
所述前端腔镜的反射光经第一偏振分光棱镜4进入腔前光电探测器10，所述腔前光电探测器10将光信号转换为电信号，所述电信号交流部分与本振信号源8输出的射频信号经调节移相器9后在混频器12中进行混频，所述低通滤波器13滤除混频后信号中的基频及和频成分，得到鉴频误差信号。
所述F-P腔5的后端腔镜透射光经第二偏振分光棱镜6分为两束激光，一束激光进入CCD相机7，所述CCD相机7用于观测腔后出射光斑；另一束激光进入腔后光电探测器11，所述腔后光电探测器11将光信号转换为电信号。
所述压电陶瓷驱动器15不断调整PZT两端的扫描电压，直至腔后光电探测器11采样到最大电压信号，此时PZT两端电压为使激光与F-P腔5共振的电压，再通过ZYNQ系列可扩展处理平台14的PID软件算法不断锁定此电压完成自动锁频。
ZYNQ系列可扩展处理平台14通过PID软件算法调整压电陶瓷驱动器15以及激光器电流源16共同完成激光器频率的锁定，其中分为快环路和慢环路，快环路是将快速反馈信号传给激光器电流源16用于快速调节激光器激光频率，慢环路是将慢速反馈信号传递给压电陶瓷驱动器15用于控制慢速频率漂移。
所述压电陶瓷驱动器15驱动的PZT两端的扫描电压，在初始扫描时设置扫描电压从0开始以三角波的形式扫描，当腔后光电探测器11转化的电信号到达最大值时，则保持该电压值。
本系统中使用的扫描电压从0开始扫描，当检测到模腔后光电探测器11的电信号达到最大值，则保持该电压一段时间后重置扫描电压进行五次重复扫描，确保达到最大的电信号，保证自动锁频稳定性。未在腔后光电探测器11检测到最大电压信号输出，则根据反馈信号使得扫描电压从Vset开始扫描，不断改变扫描范围直至腔后光电探测器11的电信号达到最大值。
本发明中的调节移相器9，确保本振信号源8的信号与腔前光电探测器10的信号相位一致，两路信号同时进入混频器12得到误差信号，经过低通滤波器13滤波后输入到ZYNQ系列可扩展处理平台14，进而调节压电陶瓷驱动器15以及激光器电流源16。
本发明的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，ZYNQ系列可扩展处理平台通过压电陶瓷驱动器15不断改变PZT扫描电压以调整1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器1输出的激光频率，输出的激光经过法拉第隔离器2后经电光调制器3进行相位调制，调制后的光分为主光束与两束被调制光；
步骤二，主光束与两束被调制光经过第一偏振分光棱镜4，部分光在F-P腔5表面后被F-P腔前端腔镜反射，部分光进入F-P腔；
步骤三，F-P腔前端腔镜反射光进入第一光电探测器10与本振信号源8经过移相后的信号混频得到误差信号后传入ZYNQ系列可扩展处理平台14；
步骤四，与F-P腔5产生共振后的后端腔镜透射光经过腔后光电探测器11转化为电信号，后传入ZYNQ系列可扩展处理平台14；
步骤五，ZYNQ系列可扩展处理平台14根据传入的两路信号经PID算法处理后分别控制激光器电流源16和压电陶瓷驱动器15，快速反馈信号传给激光器电流源16和慢速反馈信号传给压电陶瓷驱动器15；
步骤六，压电陶瓷驱动器(15)不断改变PZT两端的扫描电压的范围，直至进入F-P腔的入射光与F-P腔5产生共振；
步骤七，若步骤四中，通过腔后光电探测器(11)输出至ZYNQ系列可扩展处理平台14的电压信号突然变小，且在一段时间内没有恢复最大值，则判断激光器处于失锁状态，此时需要重新执行上述步骤一至步骤六完成超稳激光器的重锁。
自动稳频方法，确定激光频率与F-P腔5产生共振，即频率稳定的另一验证方法是通过ZYNQ系列可扩展处理平台14处理腔后CCD相机7所获得的图像，当CCD相机7检测到基模光斑时，可以确定入射光与F-P腔5共振，即激光频率稳定在参考频率。
本发明的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，激光器1输出的激光经过法拉第隔离器2进入电光调制器3进行相位调制，经过电光调制的激光，包括主光束与两束被调制光，其中主光束与调制前的光频率相同，被调制光与调制前的光频率相反。
所述主光束与两束被调制光达到F-P腔5表面后，部分光被F-P腔5前端腔镜反射，其余部分光进入F-P腔5内部。
与F-P腔5产生共振后的主光束从F-P腔5后端透镜透射出后由偏振分光棱镜26进入CCD相机9和腔后光电探测器11。
主光束与被调制光进入腔前光电探测器10，通过调整移相器13使本振信号源8与腔前光电探测器10的信号同相，并在经混频器12后得到误差信号。
误差信号经过低通滤波器13后被送入ZYNQ系列可扩展处理平台14，F-P腔5的透射光经过腔后光电探测器11后送入ZYNQ系列可扩展处理平台14。
主控ZYNQ系列可扩展处理平台14经PID软件算法后，将慢速反馈信号加载到压电陶瓷驱动器15以及将快速反馈信号加载到激光器电流源16。
ZYNQ系列可扩展处理平台14调节压电陶瓷驱动器15以改变激光器1的输出频率，直至其输出频率与F-P腔5产生共振，此时腔后光电探测器11上得到最大的电压信号，主控在CCD相机7上检测到明亮的基模光斑，至此完成自动锁定。
本发明中，压电陶瓷驱动器15的扫描电压从0开始扫描，得到的误差信号通过ZYNQ系列可扩展处理平台14反馈。
腔后光电探测器11和CCD相机9对超稳激光器的锁定状态进行实时监测，并将当前锁定状态反馈给ZYNQ系列可扩展处理平台14。
当腔后光电探测器11得到的电信号处于最小状态且经过一段时间后仍处于最小状态，主控将判断此时超稳激光器处于失锁状态。扫描电压从0开始扫描不断进行上述步骤，即可实现超稳激光器的重新锁定。
本发明的一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法的控制系统，不断改变压电陶瓷的扫描电压以改变激光器的激光频率，用电光调制器对激光进行调制，调制光经过偏振分光棱镜进入F-P腔，前端腔镜的反射光经过腔前光电探测器后用于与本地振荡器的频率混频获得误差信号，后端腔镜透射光镜经腔后光电探测器后转化为电信号，系统的误差信号和后端腔镜透射光转化的电信号传入主控ZYNQ系列可扩展处理平台，经过PID软件算法处理后，快速反馈信号传给激光器电流源用于控制激光器的快速抖动，慢速反馈信号传给压电陶瓷电压驱动器，用于伺服控制激光器的慢速频率漂移。
所述主控ZYNQ系列可扩展处理平台14控制的压电陶瓷驱动器，是通过改变扫描电压来控制激光器输出频率的变化。扫描电压从0开始扫描，不断接收反馈信号，若扫描到后端腔镜透射光转化的电信号达到最大值则维持该电压，使频率保持稳定，若未扫描到电压最大值，则根据接收的反馈信号，上移至Vset再次开始扫描，直至后端腔镜透射光转化的电信号达到最大值。
当后端腔镜透射光转化的电信号达到最大值时，再次在该扫描范围内扫描一次，确认后端腔镜透射光转化的电信号最大时对应的扫描电压，提高稳频系统的可靠度。当确认扫描电压的范围后，利用ZYNQ系列可扩展处理平台的软件PID算法，实现超稳激光器的自动锁定及重锁功能。
在确认稳频效果时，主控ZYNQ系列可扩展处理平台利用图像处理算法处理CCD相机所获取的后端腔镜透射光斑，通过光斑亮度以及光斑模式判断激光是否与F-P腔产生共振，确认超稳激光器的稳频效果。
本发明的通过ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变PZT的扫描电压，使1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器的输出频率与F-P腔产生共振，腔前交直流光电探测器探测到的拍频信号经过移相后与本振信号源产生的本振信号进行混频，混频后的信号通过低通滤波后得到鉴频信号，再传到主控ZYNQ系列可扩展处理平台通过PID软件算法控制激光器电流源和PZT驱动器新相关参数，从而实现超稳激光器的自动锁频；同时，根据腔后直流光电探测器输出电压信号及CCD相机对腔后光斑的监视，主控芯片根据监视信号自动判断锁定状态，并对失锁后的激光器进行重新锁定，本发明的优点在于能够在无人干预的条件下实现激光频率的自动锁定，延长了激光频率的锁定时间。本发明的目的是提供通过调整压电陶瓷两端电压实现激光频率自动锁定和重锁的系统。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，ZYNQ系列可扩展处理平台通过压电陶瓷驱动器不断改变PZT扫描电压以调整1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器输出的激光频率，输出的激光经过法拉第隔离器后经电光调制器进行相位调制，调制后的光分为主光束与两束被调制光；
步骤二，主光束与两束被调制光经过第一偏振分光棱镜，部分光在F-P腔表面后被F-P腔前端腔镜反射，部分光进入F-P腔；
步骤三，F-P腔前端腔镜反射光进入第一光电探测器与本振信号源经过移相后的信号混频得到误差信号后传入ZYNQ系列可扩展处理平台；
步骤四，与F-P腔产生共振后的后端腔镜透射光经过腔后光电探测器转化为电信号，后传入ZYNQ系列可扩展处理平台；
步骤五，ZYNQ系列可扩展处理平台根据传入的两路信号经PID算法处理后分别控制激光器电流源和压电陶瓷驱动器，快速反馈信号传给激光器电流源和慢速反馈信号传给压电陶瓷驱动器；
步骤六，压电陶瓷驱动器不断改变PZT两端的扫描电压的范围，直至进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振；
步骤七，若步骤四中，通过腔后光电探测器(11)输出至ZYNQ系列可扩展处理平台的电压信号突然变小，且在一段时间内没有恢复最大值，则判断激光器处于失锁状态，此时需要重新执行上述步骤一至步骤六完成超稳激光器的重锁。
2.如权利要求1所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤七中，超稳激光器的重锁，包括如下步骤：
(1)压电陶瓷驱动器输出的扫描电压从0开始以三角波的形式开始扫描；
(2)扫描一段时间后，未在腔后光电探测器获得最大电压输出，ZYNQ系列可扩展处理平台根据反馈信号调整扫描电压的扫描范围；在T1时刻，扫描电压改为从Vset开始扫描；
(3)改变扫描电压的扫描范围后，T2时刻压电陶瓷电压为V0时腔后光电探测器后有最大电压输出，维持该电压一段时间；
(4)为确认压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器获得的电压是最大电压，在T3时刻重置扫描电压，重新扫描，在T4时刻，压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器有最大电压输出；
(5)在T5时刻停止扫描，ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器保持电压稳定在V0，此时腔后光电探测器持续保持最大电压信号输出，CCD相机检测到明亮的基模光斑，至此完成超稳激光器频率的锁定。
3.如权利要求1所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤六中，腔后光电探测器输出最大的电压信号判断为进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振。
4.如权利要求2所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤六中，ZYNQ系列可扩展处理平台处理腔后CCD相机所获得的图像，当CCD相机测到明亮的基模光斑时，判断进入F-P腔的入射光与F-P腔产生共振。
5.如权利要求1所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤三中，所述F-P腔的前端腔镜的反射光经第一偏振分光棱镜进入腔前光电探测器，所述腔前光电探测器将光信号转换为电信号，所述电信号交流部分与本振信号源输出的射频信号经移相器后在混频器中进行混频，所述低通滤波器滤除混频后信号中的基频及和频成分，得到鉴频误差信号。
6.如权利要求1所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤五中，ZYNQ系列可扩展处理平台通过PID软件算法调整压电陶瓷驱动器以及激光器电流源共同完成激光器频率的锁定，其中分为快环路和慢环路，快环路是将快速反馈信号传给激光器电流源用于快速调节激光器激光频率，慢环路是将慢速反馈信号传递给压电陶瓷驱动器用于控制慢速频率漂移。
7.使用如权利要求1-6任一权利要求所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器、法拉第隔离器、电光相位调制器、第一偏振分光棱镜、F-P腔、第二偏振分光棱镜、CCD相机、本振信号源、移相器、腔前光电探测器、腔后光电探测器、混频器、低通滤波器、ZYNQ系列可扩展处理平台、压电陶瓷驱动器以及激光器电流源，其中，所述激光器输出光首先经过法拉第隔离器,所述法拉第隔离器用于隔离后向反射及散射激光，所述经过法拉第隔离器的光被电光相位调制器进行相位调制，所述被调制后的激光经过第一偏振分光棱镜进入F-P腔，所述F-P腔前端腔镜的反射光用于获得鉴频误差信号，所述F-P腔后端腔镜的透射光用于监视超稳激光的锁定状态；
所述前端腔镜的反射光经第一偏振分光棱镜进入腔前光电探测器，所述腔前光电探测器将光信号转换为电信号，所述电信号交流部分与本振信号源输出的射频信号经移相器后在混频器中进行混频，所述低通滤波器滤除混频后信号中的基频及和频成分，得到鉴频误差信号；
所述F-P腔的后端腔镜透射光经第二偏振分光棱镜分为两束激光，一束激光进入CCD相机，所述CCD相机用于观测腔后出射光斑；另一束激光进入腔后光电探测器，所述腔后光电探测器将光信号转换为电信号。
8.如权利要求7所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制系统，其特征在于：所述调节移相器，调制本振信号源的信号与腔前光电探测器的信号相位一致，两路信号同时进入混频器得到误差信号，经过低通滤波器滤波后输入到ZYNQ系列可扩展处理平台，进而调节压电陶瓷驱动器以及激光器电流源。
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