本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于楔角電光晶體的剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定裝置，涉及激光穩(wěn)頻技術(shù)領(lǐng)域。本裝置是：激光器、起偏器、電光晶體、檢偏器和偏振分光棱鏡依次排列組成光路部分；信號源、銅箔、電光晶體、銅塊、熱電制冷片和熱沉依次連接組成電光相位調(diào)制部分；信號源、移相器和混頻器的本地端依次連接獲得解調(diào)所需的本地振蕩信號；偏振分光棱鏡的垂直偏振光、光電探測器和混頻器的射頻端依次連通獲得射頻信號；混頻器的中頻端和數(shù)字萬用表連接獲得剩余幅度調(diào)制信號；所述的電光晶體為一種有楔角的鈮酸鋰晶體，通光面與光軸方向成75度夾角。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，易于實現(xiàn)，可應(yīng)用于高穩(wěn)定激光、激光干涉、引力波觀測、激光光譜學(xué)和光頻標等精密測量領(lǐng)域。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光穩(wěn)頻
，尤其涉及一種基于楔角電光晶體的剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定裝置。
技術(shù)介紹
在采用高穩(wěn)定激光精密測量的研究和技術(shù)應(yīng)用中，比如光譜學(xué)、光頻標和引力波觀測這一類精密測量研究中，相位調(diào)制和光電探測是最常用的高靈敏度光電探測技術(shù)。而電光相位調(diào)制是相位調(diào)制中最常用的手段之一。而許多物理效應(yīng)和環(huán)境因素的改變都不可避免地在電光相位調(diào)制過程中產(chǎn)生剩余幅度調(diào)制，進而影響測量的穩(wěn)定性和準確度。例如在頻率調(diào)制光譜中，剩余幅度調(diào)制效應(yīng)會造成光譜線型畸變，降低光譜測量的靈敏度;在激光干涉儀中剩余幅度調(diào)制的波動會直接降低測量的穩(wěn)定性。降低剩余幅度調(diào)制的手段主要分為兩類:被動地穩(wěn)定剩余幅度調(diào)制和對其進行主動控制。被動的方式一般會通過穩(wěn)定電光相位調(diào)制器乃至整個系統(tǒng)所處的環(huán)境參數(shù)如溫度、氣壓等，降低氣流、振動和聲音對系統(tǒng)光路指向的影響。但是對較高靈敏度的探測來說，目前采用的被動方式一般很難滿足要求。于是，為了降低剩余幅度調(diào)制對測量精度的影響，也會在被動穩(wěn)定的同時結(jié)合主動反饋控制的方式。然而主動控制需要額外加入光學(xué)或者電學(xué)元件以實現(xiàn)反饋控制，這種方式必然會增加整個測量系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低系統(tǒng)的可靠性，不適合小型化應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種基于楔角電光晶體的剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定裝置。要求有效抑制剩余幅度調(diào)制，且結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，對環(huán)境因素的影響也不敏感。本專利技術(shù)的目的是這樣實現(xiàn)的: 采用通光面具有楔角的電光晶體，通過對電光晶體控溫被動地穩(wěn)定相位調(diào)制過程中產(chǎn)生的剩余幅度調(diào)制;這種有楔角的電光晶體能將晶體雙折射產(chǎn)生的水平偏振光(O光)和垂直偏振光(e光)從空間上分開，從而大幅度消減雙折射引入的剩余幅度調(diào)制，而且由于電光晶體前后兩個通光面做出了較大的楔角，能夠有效避免電光晶體自身引入的寄生標準具效應(yīng)，這種寄生標準具效應(yīng)也是剩余幅度調(diào)制的主要來源之一。具體地說，本裝置的結(jié)構(gòu)是: 激光器、起偏器、電光晶體、檢偏器和偏振分光棱鏡依次排列組成光路部分； 信號源、銅箔、電光晶體、銅塊、熱電制冷片和熱沉依次連接組成電光相位調(diào)制部分； 信號源、移相器和混頻器的本地端依次連接獲得解調(diào)所需的本地振蕩信號； 偏振分光棱鏡的垂直偏振光、光電探測器和混頻器的射頻端依次連通獲得射頻信號； 混頻器的中頻端和數(shù)字萬用表連接獲得剩余幅度調(diào)制信號； 所述的電光晶體為一種有楔角的鈮酸鋰晶體，通光面與光軸方向成75度夾角。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點和積極效果: ①結(jié)構(gòu)簡單，對電光晶體的加工要求容易實現(xiàn)； ②不需要額外增加反饋控制環(huán)路，電路系統(tǒng)簡單； ③利用兩塊反射鏡讓出射光的方向相對于入射光的方向不發(fā)生改變，使得光路變得緊湊； ④電光晶體前后兩個通光面做出了較大的楔角，使得從電光出射的ο光和e光在空間上分開的角度較大； ⑤電光晶體的這種有楔角的設(shè)計，能夠有效避免電光晶體自身引入的寄生標準具效應(yīng)； ⑥該裝置及其工作原理具有普遍適用性，可用于其它類型的電光相位調(diào)制器。總之，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，易于實現(xiàn)，可應(yīng)用于高穩(wěn)定激光、激光干涉、弓丨力波觀測、激光光譜學(xué)和光頻標等精密測量領(lǐng)域。【附圖說明】圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)方框圖， 圖中: 00—光源及光路， 01—激光器，02—起偏器，03—檢偏器，04—偏振分光棱鏡； 10—電光相位調(diào)制模塊， 11 一銅箔， 12—電光晶體，13—銅塊， 14 一熱電制冷片， 15—熱沉， 16—信號源； 20—探測模塊， 21—光電探測器，22—混頻器，23—移相器，24—數(shù)字萬用表。圖2是電光晶體的俯視圖和折置光路不意圖， 圖中給出了光斜入射到電光晶體后的軌跡； 圖3是90度相位解調(diào)情況下剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定度的對數(shù)坐標圖(以阿倫偏差表示)； 橫坐標:平均時間(秒)，縱坐標:剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定度； 曲線1:沒有楔角的電光晶體在光垂直入射情況下剩余幅度調(diào)制的穩(wěn)定度， 曲線2:沒有楔角的電光晶體在光垂直入射并且主動控制打開情況下剩余幅度調(diào)制的穩(wěn)定度， 曲線3:有楔角的電光晶體在光斜入射并且只探測e光情況下剩余幅度調(diào)制的穩(wěn)定度， 曲線4:沒有光情況下裝置的噪聲本底。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和實施例對本裝置詳細說明: 一、裝置的結(jié)構(gòu) 1、總體 如圖1，本裝置包括光源及光路00、電光相位調(diào)制模塊10和探測模塊20; 光源及光路00包括激光器O1、起偏器02、檢偏器03和偏振分光棱鏡04; 電光相位調(diào)制模塊10包括銅箔11、電光晶體12、銅塊13、熱電制冷片14、熱沉15和信號源16; 探測模塊20包括光電探測器21、混頻器22、移相器23和數(shù)字萬用表24; 其位置和連接關(guān)系是: 激光器01、起偏器02、電光晶體12、檢偏器03和偏振分光棱鏡04依次排列組成光路部分；信號源16、銅箔11、電光晶體12、銅塊13、熱電制冷片14和熱沉15依次連接組成電光相位調(diào)制部分(電光晶體12用環(huán)氧膠粘在銅塊13上面，銅塊13、熱電制冷片14和熱沉15依次層疊放置，銅塊13和熱電制冷片14、熱電制冷片14和熱沉之間的縫隙使用導(dǎo)熱硅脂填充)；信號源16、移相器23和混頻器22的本地端依次連接獲得解調(diào)所需的本地振蕩信號；偏振分光棱鏡04的垂直偏振光、光電探測器21和混頻器22的射頻端依次連通獲得射頻信號； 混頻器22的中頻端和數(shù)字萬用表24連接獲得剩余幅度調(diào)制信號。2、當前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于楔角電光晶體的剩余幅度調(diào)制穩(wěn)定裝置，其特征在于：激光器（01）、起偏器（02）、電光晶體（12）、檢偏器（03）和偏振分光棱鏡（04）依次排列組成光路部分；信號源（16）、銅箔（11）、電光晶體（12）、銅塊（13）、熱電制冷片（14）和熱沉（15）依次連接組成電光相位調(diào)制部分；信號源（16）、移相器（23）和混頻器（22）的本地端依次連接獲得解調(diào)所需的本地振蕩信號；偏振分光棱鏡（04）的垂直偏振光、光電探測器（21）和混頻器（22）的射頻端依次連通獲得射頻信號；混頻器（22）的中頻端和數(shù)字萬用表（24）連接獲得剩余幅度調(diào)制信號；所述的電光晶體（12）為一種有楔角的鈮酸鋰晶體，通光面與光軸方向成75度夾角。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：畢進，李劉鋒，王佳，陳李生，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
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