[发明专利]一种激光频率跳变测量装置

权利要求书

1.一种激光频率跳变测量装置，其特征在于，包括：参考激光器(1)、快速光电管(2)、频率调节适配模块(3)、频率电压转化模块(4)和数据采集测量模块(5)；

所述快速光电管(2)的第一输入端连接至所述参考激光器(1)的输出端，所述快速光电管(2)的第二输入端用于接收待测激光，所述频率调节适配模块(3)的输入端连接至快速光电管(2)的输出端，所述频率电压转化模块(4)的输入端连接至所述频率调节适配模块(3)的输出端，所述数据采集测量模块(5)的输入端连接至所述频率电压转化模块(4)的输出端；

所述参考激光器(1)用于输出参考激光；

所述快速光电管(2)用于对所述参考激光和待测激光进行拍频处理后输出射频信号；

所述频率调节适配模块(3)用于将激光拍频所获得的射频信号的频率调节至频率电压转化模块的工作范围内；

所述频率电压转化模块(4)用于将不同频率的输入信号转化为不同的电压值的输出，待测激光信号频率变化将表现为输出电压值的变化；

所述数据采集测量模块(5)用于采集输出电压值的变化，并根据输出电压值的变化获得待测激光信号的跳频速率及其跳变值。

2.如权利要求1所述的激光频率跳变测量装置，其特征在于，所述快速光电管(2)输出的射频信号的频率为所述参考激光和待测激光的频率差。

3.如权利要求1或2所述的激光频率跳变测量装置，其特征在于，所述频率调节适配模块(3)包括：第一可调节微波源(31)，第二可调节微波源(32)，第一混频器(33)，第二混频器(35)，第一低通滤波器(34)和第二低通滤波器(36)；

所述第一混频器(33)的第一输入端作为所述频率调节适配模块(3)的输入端，所述第一混频器(33)的第二输入端连接所述第一可调节微波源(31)，所述第一低通滤波器(34)的输入端连接至所述第一混频器(33)的输出端，所述第二混频器(35)的第一输入端连接至所述第一低通滤波器(34)的输出端，所述第二混频器(35)的第二输入端连接所述第二可调节微波源(32)，所述第二低通滤波器(36)的输入端连接至所述第二混频器(35)的输出端；所述第二低通滤波器(36)的输出端作为所述频率调节适配模块(3)的输出端；

所述第一混频器(33)将所述快速光电管(2)输出的射频信号和所述第一可调节微波源(31)产生的信号进行混频处理后输出包含不同频率成分的信号；

所述第一滤波器滤波(34)将所述第一混频器(33)输出的包含不同频率成分的信号中频率较高的成分滤波除后获得所需的低频信号；

所述第二混频器(35)将所述低频的信号和所述第二可调节微波源(32)产生的信号进行混频处理后输出包含更低频率成分的信号；

所述第二低通滤波器(36)将所述第二混频器(35)输出的包含更低频率成分的信号进行滤波处理后获得所需的频率在频率电压转化模块的动态范围之内的射频信号。

4.如权利要求1-3任一项所述的激光频率跳变测量装置，其特征在于，频率电压转化模块(4)包括：依次连接的比较器(41)、分频器(42)和频率电压转化器(43)；所述比较器(41)的输入端作为所述频率电压转化模块(4)的输入端，所述频率电压转化器(43)的输出端作为所述频率电压转化模块(4)的输出端；

所述比较器(41)将所述频率调节适配模块(3)输出的射频信号转化为数字信号；

所述分频器(42)将所述数字信号的频率进一步降低后输出；

所述频率电压转化器(43)将不同输入频率的信号转化为不同直流电压值的输出，待测激光信号频率变化将表现为输出电压值的变化。

5.一种激光频率跳变测量方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)对参考激光和待测激光进行拍频处理后输出射频信号；

(2)将激光拍频所获得的射频信号的频率调节至频率电压转化模块的工作范围内；

(3)将不同频率的输入信号转化为不同时刻的电压值的输出，待测激光信号频率变化将表现为输出电压值的变化，实现了对待测激光信号的跳频速率及其跳变值的快速测量。

6.如权利要求5所述的激光频率跳变测量方法，其特征在于，不同时刻的电压值V与其对应频率f之间的关系为：f＝K·V+b，其中K为频率电压转化系数，b是频率调节适配系统所调节的偏置频率。