[发明专利]一种多纵模激光器谐振腔FSR测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种多纵模激光器谐振腔FSR测量装置及测量方法，测量装置均包括多纵模激光器、振动目标、滑块、滑轨、分束器、光衰减器、光电探测器、信号预处理单元和信号处理单元，振动目标的振动面附着有反射膜或者反射平面镜，多纵模激光器出射激光到振动目标上，振动目标接收出射激光并反馈回激光器谐振腔内，振动目标底部固定于滑块上，滑块设置于滑轨上，分束器将自混合信号分束到光电探测器上，光电探测器输出端依次连接信号预处理单元和信号处理单元。本发明结构简单，易于实现，制造成本低，能够实现多纵模激光器谐振腔FSR的实时非接触高精度测量。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种基于激光自混合信号的多纵模激光器谐振腔FSR测量装置及测量方法。

背景技术

激光器因其固有的高亮度、高单色性、高方向性和高相干性等优良特性，在医疗、通讯、工业以及国防等领域应用得到广泛应用。激光器谐振腔作为激光器的核心部件，对其进行健康监测是维护激光器良好运转的重要环节。由于影响激光器谐振腔健康程度的指标主要包括激光器谐振腔自由光谱区(简称FSR)和激光器谐振腔腔体温度，因此在激光器运转过程中，对激光器谐振腔FSR和激光器谐振腔腔体温度的监测显得尤为重要。

传统的测量激光器谐振腔FSR的方法主要包括以下两种：

1.利用光谱仪直接观测纵模间距的方法，但该方法受制于光谱仪波长分辨率，存在测量分辨率和灵敏度较低且测量精度不高、价格昂贵等问题；

2.结合扫描FP以及MZ干涉仪和频谱仪测量FSR的方法，但该方法不仅需要结合大型仪器设备，而且易受到PD带宽的限制，测量系统结构复杂，成本较高，不利于普遍推广应用。

传统的测量激光器谐振腔腔体温度的方法主要有PN结特性测温法、相差测温法和光纤光栅测温法等。其中，PN结特性测温法和相差测温法均是间接测温方法，测温元件与激光器管芯之间需达到热平衡(外壳和内部)，导致测温结果存在响应时间、测量误差大等诸多问题，同时PN结特性测温法只局限于半导体激光器，无法应用到其他类型激光器。而光纤光栅测温法，一般需结合昂贵的光谱仪或者复杂的解调技术，且测量分辨率及灵敏度相对较低，实际应用存在巨大困难。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种适用于多纵模激光器、既能用于测量激光器谐振腔FSR、又能用于测量激光器谐振腔腔体温度变化的测量装置。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种多纵模激光器谐振腔FSR测量装置，包括多纵模激光器、振动目标、滑块、滑轨、分束器、光衰减器、光电探测器、信号预处理单元和信号处理单元，所述振动目标能够发生振动，且振动面附着有反射膜或者反射平面镜；

所述多纵模激光器为待测激光光源，出射激光到振动目标上；

所述振动目标接收多纵模激光器出射的激光并通过反射膜或者反射平面镜反馈回多纵模激光器谐振腔内，形成自混合信号；

所述振动目标底部固定于滑块上；

所述滑块设置于滑轨上并且可沿滑轨水平移动，所述滑轨与出射激光处于同一直线上；

所述多纵模激光器与振动目标之间的光路上依次设置分束器和光衰减器；

所述分束器用于将自混合信号分束到光电探测器上；

所述光电探测器用于将接收到的激光信号转化为电信号后发送到信号预处理单元；

所述信号预处理单元用于对接收到的电信号进行预处理，所述预处理至少包括整形、滤波；

所述信号处理单元用于对预处理后的电信号进行分析处理，获得激光器谐振腔FSR测量结果。