本發明專利技術公開了一種激光穩頻裝置，屬于激光器領域。該裝置包括光粒子模塊、短穩模塊和長穩模塊，通過光粒子模塊內的伺服單元產生的糾偏信號通過壓電控制單元調整激光管輸出的激光信號的頻率，短穩模塊內的譜線斜率調節單元向光粒子模塊反饋第一穩頻信號以調整激光管輸出的激光信號的頻率，長穩模塊內的輸出單元向光粒子模塊反饋第二穩頻信號以調整激光管輸出的激光信號的頻率，三種方式同時對激光管進行調節，以獲得頻率穩定的激光信號。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光器領域，特別涉及一種激光穩頻裝置。
技術介紹
隨著激光器的應用范圍越來越廣泛，對激光器輸出頻率的穩定度要求越來越高。但目前絕大多數激光器都會存在頻率漂移的問題。一般而言，激光器存在的頻率漂移，是由于諧振腔的等價腔長的漂移變化所引起的，而諧振腔的等價腔長受到多種因素的影響，難以完全消除。因此，需要通過其他方式對激光器的輸出頻率進行穩頻。
技術實現思路
為了解決高精度的激光穩頻問題，本專利技術實施例提供了一種激光穩頻裝置。所述技術方案如下：本專利技術實施例提供了一種激光穩頻裝置，所述裝置包括光粒子模塊、短穩模塊和長穩模塊；所述光粒子模塊包括：用于產生激光信號的激光管、用于對所述激光信號進行頻率調制的光頻調制單元、用于供所述光頻調制單元的調制后的激光信號通過的諧振腔、用于對通過所述諧振腔后的激光信號進行光電檢測得到第一光檢信號的第一光檢單元、根據所述第一光檢信號輸出糾偏信號的伺服單元、用于采用所述糾偏信號調整所述激光管輸出的激光信號的頻率的壓電控制單元，所述光頻調制單元、所述諧振腔和所述第一光檢單元依次設置在所述激光信號的光路上；所述短穩模塊包括：設置在所述激光管輸出的激光信號的光路上的第一分光單元、設置在所述第一分光單元獲取到的激光信號的光路上的第二分光單元、用于對所述第二分光單元分出的激光信號中的一路激光信號進行調制的無源腔、用于對經過所述無源腔調制的激光信號和另一路激光信號進行光電檢測得到兩路第二光檢信號的第二光檢單元、用于對所述兩路第二光檢信號進行鎖頻處理并輸出所述第一穩頻信號的譜線斜率調節單元；所述長穩模塊包括：設置在所述第二分光單元分出的一路激光信號的光路上的第三分光單元、用于對所述第二分光單元分出的激光信號中的一路轉換為第三光檢信號的第三光檢單元、用于輸出兩路調制信號的信號調制單元、用于采用所述兩路調制信號其中的一路與所述第三光檢信號進行相位檢測得到鑒相信號的鑒相單元、用于對另一路所述調制信號進行分頻處理的分頻器、采用分頻處理后的信號與另一路所述調制信號的三次導數信號進行鑒頻得到鑒頻信號的鑒頻單元、用于將所述鑒相信號和所述鑒頻信號合成為第二穩頻信號輸出到所述壓電控制單元的輸出單元。優選地，所述光粒子模塊還包括用于從所述激光管產生的激光信號中濾除特定頻率的激光信號的第一吸收室，所述第一吸收室設置在所述激光管和所述光頻調制單元之間的光路上。進一步地，所述光粒子模塊還包括用于從經過所述光頻調制單元調制后的激光信號中濾除特定頻率的激光信號的第二吸收室，所述第二吸收室設置在所述光頻調制單元和所述第一光檢單元之間的光路上。進一步地，所述光頻調制單元包括處理單元、直接數字式頻率合成器和微波射頻單元，所述處理單元分別與所述直接數字式頻率合成器及所述伺服單元電連接，所述直接數字式頻率合成器與所述微波射頻單元電連接。優選地，所述第一分光單元、第二分光單元和第三分光單元均為分光片。優選地，所述第一光電檢測單元和第三光檢單元均為光電池。可選地，所述第二光檢單元包括分別設置在所述無源腔和所述譜線斜率調節單元之間以及所述激光管和所述譜線斜率調節單元之間的兩個光電池。優選地，所述壓電控制單元為壓電晶體驅動器。優選地，所述譜線斜率調節單元包括高速運算放大器和補償單元，所述高速運算放大器接收所述第二光檢單元輸出的所述第二光檢信號并進行差分放大運算，所述補償單元根據運算后的差值產生所述第一穩頻信號。優選地，所述分頻器的分頻比為1/3。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過光粒子模塊內的伺服單元產生的糾偏信號通過壓電控制單元調整激光管輸出的激光信號的頻率，光粒子模塊是基于原子躍遷頻率進行糾偏的，所以可以保證激光管的輸出鎖定在原子躍遷頻率的一定范圍內；短穩模塊內的譜線斜率調節單元向光粒子模塊反饋第一穩頻信號以調整激光管輸出的激光信號的頻率，由于第一穩頻信號是基于鑒頻斜率產生的，因此可以保證激光信號的短期穩定度；長穩模塊向光粒子模塊反饋第二穩頻信號以調整激光管輸出的激光信號的頻率，第二穩頻信號是基于調整信號的三次導數鑒頻產生的，因此可以保證激光信號的長期穩定度；本申請同時通過上述三種方式同時對激光管進行調節，以獲得頻率穩定的激光信號。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例提供的一種激光穩頻裝置的系統結構示意圖；圖2是本專利技術實施例提供的原子譜線圖；圖3是本專利技術實施例提供的原子譜線圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施方式作進一步地詳細描述。本專利技術實施例提供了一種激光穩頻裝置，如圖1所示，該裝置包括光粒子模塊10、短穩模塊20和長穩模塊30，光粒子模塊10輸出激光信號，短穩模塊20接收激光信號并向光粒子模塊10反饋第一穩頻信號，長穩模塊30接收激光信號并向光粒子模塊10反饋第二穩頻信號。光粒子模塊10包括：用于產生激光信號的激光管11、用于對激光信號進行頻率調制的光頻調制單元13、用于供光頻調制單元13的調制后的激光信號通過的諧振腔、用于對通過諧振腔后的激光信號進行光電檢測得到第一光檢信號的第一光檢單元23、根據所述第一光檢信號輸出糾偏信號的伺服單元16、用于根據糾偏信號、第一穩頻信號和第二穩頻信號調整激光管11輸出的激光信號的頻率的壓電控制單元17，光頻調制單元13、諧振腔和第一光檢單元15以此設置在激光信號的光路上，伺服單元16分別與第一光檢單元15及壓電控制單元17電連接，壓電控制單元17與激光管11電連接。短穩模塊20包括：設置在激光管11輸出的激光信號的光路上的第一分光單元23、設置在第一分光單元23獲取到的激光信號的光路上的第二分光單元、用于對兩路激光信號中的一路激光信號進行調制的無源腔21、用于將經過無源腔21調整的激光信號和未經過無源腔21調整的激光信號分別轉換為第二光檢信號的第二光檢單元23、用于對第二光檢信號進行鎖頻處理并輸出第一穩頻信號的譜線斜率調節單元24，譜線斜率調節單元24分別與第二光檢單元22和壓電控制單元17電連接。長穩模塊30包括：設置在所述第二分光單元25分出的一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種激光穩頻裝置，其特征在于，所述裝置包括光粒子模塊、短穩模塊和長穩模塊；所述光粒子模塊包括：用于產生激光信號的激光管、用于對所述激光信號進行頻率調制的光頻調制單元、用于供所述光頻調制單元的調制后的激光信號通過的諧振腔、用于對通過所述諧振腔后的激光信號進行光電檢測得到第一光檢信號的第一光檢單元、根據所述第一光檢信號輸出糾偏信號的伺服單元、用于采用所述糾偏信號調整所述激光管輸出的激光信號的頻率的壓電控制單元，所述光頻調制單元、所述諧振腔和所述第一光檢單元依次設置在所述激光信號的光路上；所述短穩模塊包括：設置在所述激光管輸出的激光信號的光路上的第一分光單元、設置在所述第一分光單元獲取到的激光信號的光路上的第二分光單元、用于對所述第二分光單元分出的激光信號中的一路激光信號進行調制的無源腔、用于對經過所述無源腔調制的激光信號和另一路激光信號進行光電檢測得到兩路第二光檢信號的第二光檢單元、用于對所述兩路第二光檢信號進行鎖頻處理并向所述壓電控制單元輸出第一穩頻信號的譜線斜率調節單元；所述長穩模塊包括：設置在所述第二分光單元分出的一路激光信號的光路上的第三分光單元、用于對所述第三分光單元分出的激光信號中的一路轉換為第三光檢信號的第三光檢單元、用于輸出兩路調制信號的信號調制單元、用于采用所述兩路調制信號其中的一路與所述第三光檢信號進行相位檢測得到鑒相信號的鑒相單元、用于對另一路所述調制信號進行分頻處理的分頻器、采用分頻處理后的信號與另一路所述調制信號的三次導數信號進行鑒頻得到鑒頻信號的鑒頻單元、用于將所述鑒相信號和所述鑒頻信號合成為第二穩頻信號輸出到所述壓電控制單元的輸出單元。...
【技術特征摘要】
1.一種激光穩頻裝置，其特征在于，所述裝置包括光粒子模塊、短穩模塊
和長穩模塊；
所述光粒子模塊包括：用于產生激光信號的激光管、用于對所述激光信號
進行頻率調制的光頻調制單元、用于供所述光頻調制單元的調制后的激光信號
通過的諧振腔、用于對通過所述諧振腔后的激光信號進行光電檢測得到第一光
檢信號的第一光檢單元、根據所述第一光檢信號輸出糾偏信號的伺服單元、用
于采用所述糾偏信號調整所述激光管輸出的激光信號的頻率的壓電控制單元，
所述光頻調制單元、所述諧振腔和所述第一光檢單元依次設置在所述激光信號
的光路上；
所述短穩模塊包括：設置在所述激光管輸出的激光信號的光路上的第一分
光單元、設置在所述第一分光單元獲取到的激光信號的光路上的第二分光單元、
用于對所述第二分光單元分出的激光信號中的一路激光信號進行調制的無源
腔、用于對經過所述無源腔調制的激光信號和另一路激光信號進行光電檢測得
到兩路第二光檢信號的第二光檢單元、用于對所述兩路第二光檢信號進行鎖頻
處理并向所述壓電控制單元輸出第一穩頻信號的譜線斜率調節單元；
所述長穩模塊包括：設置在所述第二分光單元分出的一路激光信號的光路
上的第三分光單元、用于對所述第三分光單元分出的激光信號中的一路轉換為
第三光檢信號的第三光檢單元、用于輸出兩路調制信號的信號調制單元、用于
采用所述兩路調制信號其中的一路與所述第三光檢信號進行相位檢測得到鑒相
信號的鑒相單元、用于對另一路所述調制信號進行分頻處理的分頻器、采用分
頻處理后的信號與另一路所述調制信號的三次導數信號進行鑒頻得到鑒頻信號
的鑒頻單元、用于將所述鑒相信號和所述鑒頻信號合成為第二穩頻信號輸出到
所述壓電控制單元的輸出單元。
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭廣，雷海東，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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