[实用新型]基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置

权利要求书

1.一种基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，包括第一激光器（1）和第二激光器（2）；其特征在于，所述第一激光器（1）的出射光路上顺次设有第一半波片（3）和第一偏振分束棱镜（4），第一偏振分束棱镜（4）针对第一激光器（1）出射光的透射光路上设有F-P腔（5）；第一偏振分束棱镜（4）针对第一激光器（1）出射光的反射光路上设有波长计（6）；第二激光器（2）的出射光路上顺次设有第二半波片（7）和第一反射镜（8），所述第一偏振分束棱镜（4）和波长计（6）顺次位于第一反射镜（8）的反射光路上；F-P腔（5）的出射光路上设有第二偏振分束棱镜（9），第二偏振分束棱镜（9）的透射光路上顺次设有第四半波片（14）和第三偏振分束棱镜（11）；第二偏振分束棱镜（9）的反射光路上顺次设有第三半波片（12）和第四偏振分束棱镜（13）；第三偏振分束棱镜（11）的透射端通过光纤连接有光纤环形器（19）的第一端口（a），光纤环形器（19）的第二端口（b）出射端顺次设有扩束透镜组（20）、聚焦透镜（21）以及待测物体（22）；第四偏振分束棱镜（13）的反射光路上顺次设有第五半波片（17）和第五偏振分束棱镜（18）；第五偏振分束棱镜（18）的出射光路上设有第三光电探测器（23），第三光电探测器（23）的信号输出端连接有示波器（24），示波器（24）的信号输出端连接有计算机（25）；第五偏振分束棱镜（18）位于光纤环形器（19）的第三端口（c）的出射光路上且第五偏振分束棱镜（18）可将光纤环形器（19）的第三端口（c）的出射光反射至第三光电探测器（23）。

2.如权利要求1所述的基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，其特征在于，第一激光器（1）和第二激光器（2）均配有相应的电子锁频回路；第一激光器（1）的电子锁频回路包括位于第三偏振分束棱镜（11）透射光路上的第一光电探测器（26）、与第一光电探测器（26）信号输出端顺次连接的第一锁相放大器（27）、第一PID控制器（28）以及第一加法器（29）；第一加法器（29）的信号输出端与第一激光器（1）的电流调制端口相连接，还包括与第一加法器（29）相连接的第一三角波发生器（30）；

第二激光器（2）的电子锁频回路包括位于第四偏振分束棱镜（13）透射光路上的第二光电探测器（31）、与第二光电探测器（31）信号输出端顺次连接的第二锁相放大器（32）、第二PID控制器（33）以及第二加法器（34）；第二加法器（34）的信号输出端与第二激光器（2）的电流调制端口相连接，还包括与第二加法器（34）相连接的第二三角波发生器（35）。

3.如权利要求1或2所述的基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，其特征在于，扩束透镜组（20）由凹透镜（d）和凸透镜（f）组成，光束放大倍率为20倍；其中凹透镜（f）靠近光纤环形器（19）的第二端口（b）一侧，凸透镜（f）靠近聚焦透镜（21）一侧。

4.如权利要求1或2所述的基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，其特征在于，第二偏振分束棱镜（9）的透射端与第四半波片（14）之间还设有第二反射镜（10），第四半波片（14）位于第二反射镜（10）的反射光路上；

第四偏振分束棱镜（13）的反射端与第五半波片（17）之间还设有第三反射镜（15）和第四反射镜（16）；第五半波片（17）位于第四反射镜（16）的反射光路上。

5.如权利要求1或2所述的基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，其特征在于，第一、第二光电探测器均采用PIN光电探测器；第三光电探测器（23）采用雪崩光电探测器，雪崩光电探测器的带宽为500MHz，最小可检测激光功率为10微瓦。

6.如权利要求1或2所述的基于共焦F-Ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置，其特征在于，第一激光器（1）和第二激光器（2）型号相同，均采用尾纤封装的分布反馈式半导体激光器，其中心波长为1550nm，光束直径为1.5mm，最大输出功率均为50mW，典型激光线宽为4.2MHz；

所用F-P 腔（5）的腔长为200mm，腔自由光谱区为375MHz，精细度为550，腔线宽为0.68MHz；

锁定于F-P腔（5）两个激光器的频率差为375MHz。