[发明专利]He-Ne激光器频率稳定度测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种He-Ne激光器频率稳定度测量系统，包括碘稳定He-Ne激光器(4)、光学滤波器(3)、偏振片(5)、全反射镜(6)、分束器(7)、拍频信号测量系统(15)、频谱分析仪(16)和计算机(17)，该光学滤波器(3)将待测He-Ne激光器(1)发出的光入射到分束器(7)，形成第一路光，该碘稳定He-Ne激光器(4)发出的光通过偏振片(5)，再经全反射镜(6)反射后入射到分束器(7)，形成第二路光，两束光在分束器(7)后重合产生拍频信号，进入拍频信号测量系统(15)进行光电转换后，通过US B将数据传输至计算机(17)进行存储和计算，并通过频谱分析仪(16)进行观测，最终得出激光器的频率稳定度，其特征在于：

在待测He-Ne激光器(1)和光学滤波器(3)之间引入一个光纤测量头(2)，用于将在振动及温度变化等环境中的待测He-Ne激光器(1)发出的光导出，实现频率稳定度的测量；

在分束器(7)与拍频信号测量系统(15)之间增加一个平面反射镜(18)，以调整进行拍频的两束光之间的角度，使其两束光重合，提高拍频效率。

2.根据权利要求1所述的频率稳定度测量系统，其特征在于光纤测量头(2)，采用单模保偏光纤，以保证激光通过光纤后偏振性不变。

3.根据权利要求1所述的频率稳定度测量系统，其特征在于光纤测量头(2)的后端、光学滤波器(3)、碘稳定He-Ne激光器(4)、偏振片(5)、全反射镜(6)、分束器(7)以及拍频信号测量系统(15)，均放置在光学防振平台上，通过光纤测量头(2)输出端的调节支架，保证碘稳定He-Ne激光器(4)的输出光束与拍频信号测量系统(15)的光轴重合。

4.根据权利要求1所述的频率稳定度测量系统，其特征在于拍频信号测量系统(15)，主要由变换透镜(8)、光电探测器(9)、低噪声放大器(10)、波形变换器(11)、频率计(12)、频谱分析仪接口(13)和USB接口(14)组成，拍频光信号通过变换透镜(8)进入光电探测器(9)，进行光电转换，转换后的电信号经过低噪声放大器(10)放大后，通过频谱分析仪接口(13)输出到频谱分析仪(16)进行观测，放大后的信号经波形变换器(11)以及频率计(12)数字化后，通过USB接口(14)将数据传输给计算机(17)进行存储计算。

5.根据权利要求1所述的频率稳定度测量系统，其特征在于光学滤波器(3)由起偏器和1/4波片组成，若待测激光为线偏振光，则通过调节起偏器和偏振片(5)改变两束光的偏振状态，使两束光输出的偏振方向一致，以最佳功率比进行拍频；若待测激光由模式不同的左旋和右旋偏振光组成，先通过1/4波片将两种模式的光转换成振动方向相互垂直的线偏振光，再通过起偏器选出其中一种模式，与标准激光进行拍频，滤除多余部分带来的噪声，提高拍频测量的精度。

6.根据权利要求1所述的频率稳定度测量系统，其特征在于计算机(17)中设有控制软件，该控制软件由USB驱动和界面程序组成，USB驱动计算机(17)与拍频信号测量系统(15)通信，传输控制指令及拍频数据，界面程序将拍频数据进行实时显示并保存，用于对拍频数据进一步的计算和处理。