【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光應用，具體涉及一種基于標準具測頻技術的激光穩頻裝置及方法。
技術介紹
1、窄線寬穩頻激光憑借良好的單色性、相干性以及優異的準直性被廣泛地應用于工程和科學研究中，如物理學：通過測量穩頻激光的波長和頻率，精確測出光速，提高光速的測量精度；光譜學：在光譜分析中，穩頻激光可以提供高分辨率和高精度的光譜數據，常用于研究物質的結構和性質；通信：當激光器在光纖通信系統中作為光源使用時，穩頻激光可以提高信號的穩定性和傳輸距離，減少噪聲和干擾；原子鐘和時間頻率標準：穩頻激光在原子鐘中用于精確鎖定原子躍遷頻率，從而提高時間和頻率標準的精度；制造和加工：激光加工和微加工技術中，穩頻激光用于精密切割、焊接或其他加工，提供高精度的加工質量。在這些高精尖應用領域中，激光器輸出的激光頻率發生漂移均會對結果產生不良影響，其中激光器的頻率漂移主要是由激光器所處工作環境的溫度變化、機械振動、電力變化引起的，針對高精密測量與實際工程應用場景，需要使用具有高度頻率穩定性的激光。
2、現有技術中公開的主要穩頻方法主要包括差分鎖頻技術和鎖相穩頻技術，其中鎖相穩頻技術是一種通過將激光器的輸出頻率與穩定的參考信號相比較，并通過反饋控制回路鎖定其頻率的技術，其可以實現高度穩定和準確的激光頻率輸出，例如pdh鎖頻技術是其中一種具有代表性的方法，其能夠滿足不同波長的激光器的穩頻需求，但是其電調制系統的結構比較復雜，調節過程復雜繁瑣，且成本高。因此，需要一種結構簡單可靠、成本適中的激光穩頻方法和裝置。
技術實現思路p>
1、基于
技術介紹
中所提及的問題，本專利技術提出了一種基于標準具測頻技術的激光穩頻裝置及方法，其結構簡單可靠、成本適中、調節過程簡單高效。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：第一方面本專利技術提出了一種基于標準具測頻技術的激光穩頻裝置，其包括：激光光源發射調制組件，其包括激光器、調節所述激光器發射頻率的信號發生器、設于所述激光器發射方向上的聲光調制器以及與所述聲光調制器信號連接的射頻信號源；頻率檢測組件，其包括設于所述聲光調制器出光側的第一分光器，設于所述第一分光器其中一出光側的標準具，設于所述第一分光器另一出光側的第一光電探測器，以及設于所述標準具出光側的第二光電探測器；主控裝置，所述主控裝置的信號輸入端與所述第一光電探測器和第二光電探測器信號連接，所述主控裝置的信號輸出端與所述射頻信號源和信號發生器信號連接。
3、進一步地，所述激光光源發射調制組件還包括設于所述激光器與聲光調制器之間的光隔離器。
4、進一步地，所述聲光調制器出光側還設有第二分光器，所述第一分光器設于所述第二分光器其中一出光側。
5、進一步地，所述頻率檢測組件還包括恒溫模塊，所述標準具設置在所述恒溫模塊中。
6、第二方面，本專利技術還公開了一種激光穩頻裝置的穩頻方法，其包括：
7、步驟1，采集經過標準具的光譜數據；
8、步驟2，調整激光器工作電流和電壓以保證激光中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值在聲光調制器的頻率調節范圍內；
9、步驟3，以實現激光中心頻率與標準具干涉峰頻率的相似性最高為原則，根據解調出需要的激光頻率漂移量改變射頻信號源輸出的作為聲光調制器的驅動信號。
10、進一步地，所述步驟2包括：利用仿真模型生成當前參數條件下的激光器的激光的光譜數據，通過對比所選定標準具干涉峰頻率的陷谷間高度的比值，獲知當前激光中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值是否大于聲光調制器的頻率調節范圍，如果大于，調節激光器工作電流和電壓參數使激光器中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值在聲光調制器的頻率調節范圍內。
11、進一步地，將標準具原始信號除以參考光信號得到的消除伴生調幅的所述實測標準具干涉信號。
12、進一步地，采集到的標準具干涉信號可以表示為：其中上式中，ii為輸入光強，f為標準具精細度，r為標準具反射平面的反射率，δ為干涉時相鄰光束之間的相位差，θ為光束的入射角，λ為激光波長，n為激光傳輸媒介的折射率，h為標準具兩反射面的間距。
13、進一步地，所述步驟3中，通過不斷調整激光器的中心頻率參數獲得激光中心頻率與標準具干涉峰頻率的相似性最高的激光中心頻率來解調出需要的激光頻率漂移量，在改變仿真模型中的激光中心頻率的值時，以仿真模型中的激光中心頻率的初始值為基礎調整激光中心頻率值，頻率參數的最小變化量為其中ffsr為標準具自由譜范圍頻率，nfsr為在標準具自由譜范圍內的采樣點數。
14、與現有技術相比，本專利技術基于標準具作為激光的鎖頻參照，通過引入第一光電探測器測得參考信號消除伴生調幅的影響，在穩頻的過程中，采用針對激光頻率產生較大漂移時的粗調節方法與激光漂移頻率較小時的細微調節方法實現對激光器的高效鎖頻，即在激光頻率漂移量超過聲光調制器的調整范圍時，通過改變激光器的電壓和電流來對激光器的中心頻率進行粗調，確保激光的中心頻率漂移量落在聲光調制器的可調節范圍內之后，使用仿真模型結合相似性解調算法，求取標準具干涉信號與參考光信號的相位偏移量，根據所得到的激光頻率漂移量調節驅動聲光調制器的射頻信號源，以實現激光頻率的微調，很好地解決了現有可調諧激光器的采用鎖相穩頻時控制系統復雜的問題，并且光路結構簡單，抗干擾能力強。
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1.一種基于標準具測頻技術的激光穩頻裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述激光光源發射調制組件還包括設于所述激光器與聲光調制器之間的光隔離器。
3.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述聲光調制器出光側還設有第二分光器，所述第一分光器設于所述第二分光器其中一出光側。
4.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述頻率檢測組件還包括恒溫模塊，所述標準具設置在所述恒溫模塊中。
5.一種如權利要求1至4中任意一項所述的激光穩頻裝置的穩頻方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的穩頻方法，其特征在于，所述步驟2包括：利用仿真模型生成當前參數條件下的激光器的激光的光譜數據，通過對比所選定標準具干涉峰頻率的陷谷間高度的比值，獲知當前激光中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值是否大于聲光調制器的頻率調節范圍，如果大于，調節激光器工作電流和電壓參數使激光器中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值在聲光調制器的頻率調節范圍內。
7.根據權利要求5所述的
8.根據權利要求7所述的穩頻方法，其特征在于，將標準具原始信號除以參考光信號得到的消除伴生調幅的所述實測標準具干涉信號。
9.根據權利要求8所述的穩頻方法，其特征在于，采集到的標準具干涉信號可以表示為：其中上式中，Ii為輸入光強，F為標準具精細度，R為標準具反射平面的反射率，δ為干涉時相鄰光束之間的相位差，θ為光束的入射角，λ為激光波長，n為激光傳輸媒介的折射率，h為標準具兩反射面的間距。
10.根據權利要求7所述的穩頻方法，其特征在于，在改變仿真模型中的激光中心頻率的值時，以仿真模型中的激光中心頻率的初始值為基礎調整激光中心頻率值，頻率參數的最小變化量為其中fFSR為標準具自由譜范圍頻率，NFSR為在標準具自由譜范圍內的采樣點數。
...【技術特征摘要】
1.一種基于標準具測頻技術的激光穩頻裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述激光光源發射調制組件還包括設于所述激光器與聲光調制器之間的光隔離器。
3.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述聲光調制器出光側還設有第二分光器，所述第一分光器設于所述第二分光器其中一出光側。
4.根據權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述頻率檢測組件還包括恒溫模塊，所述標準具設置在所述恒溫模塊中。
5.一種如權利要求1至4中任意一項所述的激光穩頻裝置的穩頻方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的穩頻方法，其特征在于，所述步驟2包括：利用仿真模型生成當前參數條件下的激光器的激光的光譜數據，通過對比所選定標準具干涉峰頻率的陷谷間高度的比值，獲知當前激光中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之間的差值是否大于聲光調制器的頻率調節范圍，如果大于，調節激光器工作電流和電壓參數使激光器中心頻率與所選定標準具干涉峰頻率之...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔洪亮，勞衍深，常天英，羅政純，于淼，
申請(專利權)人：深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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