[发明专利]单模红外激光器光波长精确测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光波长测试技术领域，尤其涉及单模激光器光波长精确测量装置及测量方法。

背景技术

目前激光器波长测量方法大致有如下几种：扫描F-P腔法，此方法通过探测激光通过F-P腔后的光强可以分析出激光器的光谱形状，一般不给出激光器的绝对波长值；衍射光栅光谱仪，此仪器通过光栅将入射激光按频谱在空间展开，通过分析不同频率的光强而得到整个光谱结构，它能给出激光的绝对波长值；本发明提出了一种利用光纤环形腔对入射调制激光进行干涉，通过矢量网络分析仪对入射调制光进行频率响应测试，分析不同波长对应的频率响应曲线，得出波长的精确变化量。目前实验室常用的高精度光栅型光谱分析仪的分辨率为0.01nm，利用此方法能得观察到0.1pm的波长变化，因此波长测量分辨率提高了2个数量级。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种单模激光器波长高精度测试装置及其测量方法，以解决传统光波长测量中装置分辨率不够的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种单模激光器波长精确测量装置，包括：

一待测激光器；

一外调制器，该外调制器的输入端与待测激光器的输出端通过光纤连接；该待测激光器的输出光经连接光纤被送入到外调制器中；

一微波驱动器，该微波驱动器的输入输出端分别与微波网络分析仪输出端和外调制器的微波输入端连接；

一光纤环形腔，该光纤环形腔的输入端与外调制器的输出端连接；

一光电探测器，该光电探测器的输入端与光纤环形腔的输出端连接；

一温控装置，该温控装置串接在外调制器与光电探测器之间；

一微波网络分析仪，该微波网络分析仪的信号输出端口与微波驱动器的微波输入端连接；该微波网络分析仪的信号输入端与光电探测器的输出端连接。

其中光纤环形腔由2×2的光纤耦合器的输入输出端通过一段光纤首尾相连构成。

其中所述的光纤环形腔置于温控装置内。

其中光纤环形腔或是将由一光波导器件构成的环形腔替代光纤环形腔。

本发明还提供一种单模激光器波长精确测量方法，该方法是使用前述的测量装置，包括如下步骤：

步骤1：首先模拟环形腔在不同波长下的频率响应曲线；

步骤2：通过微波网络分析仪测量光纤环形腔在不同波长下的频率响应曲线：

步骤3：通过对比模拟和测量得到的频率响应曲线，从而得出待测激光器波长的微小变化。

其中对比模拟和测量得到的频率响应曲线进行分析比较，包含频率响应曲线的谷点频率值变化以及相对信号幅度的变化。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1)本发明提供的单模激光器波长测量方法，能测量激光器波长的绝对变化值。相对于传统的利用另外一路参考光进行拍频的测量方法，本发明提供的方法更可靠，因为它不需要考虑参考光波长的稳定性。

2)本发明提供的单模激光器波长测量方法，能达到很高的测量精度。比如我们采用一个长度为50cm的光纤环形腔，其自由光谱范围约为400MHz，在微波网络分析仪上，我们能很容易的观察到下跌谷点10MHz的频率变化。其对应的光波长变化为0.08pm，而实验室常用的高精度光栅型光谱仪的最高测量分辨率仅为0.01nm，其测量精度至少提高了100倍。

3)本发明提供的单模激光器波长测量方法，其测量分辨率并不随测量波长不同而有所不同。传统的光栅型光谱仪，在整个有效的波长测量范围内，其测量分辨率是不同的。本发明提供的方法则没有这个限制。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明单模激光器波长精确测量装置的结构示意图；

图2是本发明不同光波长情况下的频率响应曲线模拟图；

图3是待测激光器波长微小漂移时，微波网络分析仪测得的频率响应曲线的局部放大图。

具体实施方式