[发明专利]一种激光器频率稳定度的测量方法和装置有效

专利信息
申请号: 201210154450.7 申请日: 2012-05-18
公开(公告)号: CN102680118A 公开(公告)日: 2012-09-19
发明(设计)人: 马秀荣;陈雷;王伟;张双根 申请(专利权)人: 天津理工大学
主分类号: G01J11/00 分类号: G01J11/00
代理公司: 北京天达知识产权代理事务所(普通合伙) 11386 代理人: 王庆海;王宇杨
地址: 300384 *** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 激光器 频率 稳定 测量方法 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及激光器频率稳定度测量技术,特别涉及一种激光器频率稳定度的测量方法和装置。 

背景技术

激光是一种光频电磁波,它具有极好的相干性,与无线电波相似,易于调制;另外,激光器具有频率高,可利用频带宽,传送信息容量大,方向性好,传输距离远的优点,所以它是光传送信息的一种很理想光源。它在光通信、光信息处理、光学测量领域起着越来越重要的作用。如精密干涉测量以激光波长作为“尺子”,利用光的干涉原理测定长度、角度、位移、速度等各种物理量,所以激光频率的准确度会直接影响测量的精度。在激光通信中,为了提高其接收灵敏度,一般采用相干的外差接收法,其激光频率稳定与否将直接影响接收的质量。因此对激光器频率稳定度的测量就显得尤为重要。 

目前常用的激光器频率稳定度测量方法是将待测激光器与高稳定度的参考光源进行拍频,通过测量拍频频率得到待测光的频率,此方法要求参考光源比待测激光器的频率稳定度高出2个量级以上,限制了其在测量中的应用。除此之外,由于探测器响应速率的限制,此种方法无法对参考光源与待测激光器频差在几个GHz的频率稳定度进行直接测量,一般需通过和频、差频或参量振荡来改变待测激光频率。R.Krishna Mohan,T.Chang,M.Tian等人发表在Journal of Luminescence的文章:Ultra-wideband spectral analysis using S2 technology给出了一种基于S2晶体的超宽带谱分析技术,但是未拓展此技术的具体应用领域。Merkel等人在2007年9月4日,申请号为:US7265712B2,发明名称为:“Method And Apparatus For Processing High Time-Bandwidth Signals Using A Material With Inhomogeneously Broadened Absorption Spectrum”的发明专利中提供了一种基于晶体非均匀展宽吸收谱的距离检测方法,实现目标距离测量。以上两项技术均涉及基于晶体非均匀展宽吸收谱的信号处理技术,但没有将此技术拓展到激光器频率稳定度测量领域。 

发明内容

本发明目的在于:提供了一种基于光谱烧孔的激光器频率稳定度的测量方法和装置,克服了现有技术测量激光器频率稳定度需要高稳定度参考光源且与待测激光器频差小的缺陷。本发明装置简单,有利于满足在无高稳定度且与待测激光器频差小的参考光源下进行激光器频率稳定度测量的要求。 

本发明的技术方案是:本发明提供了一种激光器频率稳定度的测量方法,该方法包括: 

步骤1:选定用于频率定标的频率为fD的射频信号和设定采样时间τ的频率为fRF的射频信号; 

步骤2:计算读激光器输出频率与时间的映射关系f(t),得到光谱烧孔的频率与时间的映射关系fh(t),其中读激光器是指用来产生啁啾光信号的激光器;将所述频率为fRF的射频信号调制到所述标称频率为fc的待测激光器上,形成载频为fc(t)的已调光信号,测量已调光信号边频光谱烧孔对应的时间t,得到所述已调光信号边频频率fb(t),进一步得到所述采样时间τ内第i次频率漂移量Δfc(i); 

步骤3:将所述频率漂移量Δfc(i)进行统计,实现所述采样时间τ内的所述待测激光器频率稳定度的测量。 

进一步地,步骤1中: 

先选定频率为fD频率定标射频信号,进行频率定标;然后选定频率为fRF的射频信号,设定采样时间τ; 

进一步地,步骤2中: 

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