[实用新型]一种基于马赫-增德尔干涉仪的无调制稳频装置

说明书

本实用新型涉及一种基于马赫‑增德尔干涉仪的无调制稳频装置，其中，半导体激光器根据激光器驱动电路提供的驱动电流或电压产生一束激光，并发出所述产生的激光；马赫‑增德尔干涉仪装置对半导体激光器发出的激光进行处理，输出两束在空间上相互分离的光信号；鉴频信号处理单元检测输出的所述两束光信号，得到两路电信号，并根据检测得到的所述两路电信号，产生误差信号；激光器控制微处理单元接收鉴频信号处理单元产生的误差信号，并将其转化为调节信号；激光器驱动电路根据所述调节信号产生驱动电流或驱动电压，并提供给半导体激光器，调节半导体激光器的工作状态。本实用新型提出的稳频装置光路结构简单，抗干扰能力强，并且电路结构简单。

技术领域

本实用新型属于激光稳频技术领域，具体涉及一种基于马赫-增德尔干涉仪的无调制稳频装置。

背景技术

半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、成本低等优点，已被广泛应用于光通信、半导体激光武器、激光打印、医疗器械等领域。由于激光器腔长或腔内介质折射率的变化均会引起激光振荡频率的漂移，环境温度的起伏、大气变化、机械振动、磁场等外界环境的干扰也会影响激光出射频率的稳定度，无法满足精密测量应用的要求，因此需要对激光进行稳频处理。

采用恒温、真空密封等被动稳频方法，能提升激光的频率稳定度，但即便采用最严格的措施，也无法将其频率稳定度提升到10^-8量级以上。为进一步提高激光器的频率稳定度，在直接被动稳频的基础上，还必须采用电子伺服系统对激光器进行反馈控制，即主动稳频。

主动稳频主要沿着两个方向发展。方向之一是利用传统的体元件FPI作为鉴频元件，研究的重点在于提升FPI的稳定性，如腔体材料的选择、腔体结构的设计、外界干扰的隔离消除等；方向之二在于考虑到体元件FPI体积庞大、易碎难维护等固有缺陷，将整个鉴频系统全光纤化、小型化，也获得了优良的频率稳定度。

现有的主动稳频装置可以采用调制技术，实现较好的稳频效果，但控制系统较为复杂。另外，人们在无调制技术方面进行了广泛的研究，也提出了多种解决方案，但这些方案需要外加磁场，或者光路结构复杂且对环境十分敏感。因此，有必要研制出一种用于半导体激光器的结构简单且无调制的精确稳频方案。

实用新型内容

为了解决上述无调制稳频技术存在的需要外加磁场或者光路结构复杂且对环境敏感的技术问题，本实用新型提供一种基于马赫-增德尔干涉仪的无调制稳频装置，技术方案如下：

一种基于马赫-增德尔干涉仪的无调制稳频装置，包括：依次连接的激光器驱动电路、半导体激光器、马赫-增德尔干涉仪装置、鉴频信号处理单元和激光器控制微处理单元，激光器控制微处理单元与激光器驱动电路连接；

其中，半导体激光器根据激光器驱动电路提供的驱动电流或驱动电压，产生一束激光，并发出所述产生的激光；

马赫-增德尔干涉仪装置对半导体激光器发出的激光进行处理，输出两束在空间上相互分离的光信号；

鉴频信号处理单元检测马赫-增德尔干涉仪装置输出的所述两束光信号，得到鉴频所需的与所述两束光信号对应的两路电信号，并根据检测得到的所述两路电信号，产生稳频控制所需的误差信号；

激光器控制微处理单元接收鉴频信号处理单元产生的误差信号，并将其转化为对激光器驱动电路进行调节的调节信号；其中，激光器控制微处理单元还根据设定的半导体激光器的目标工作波长值或目标工作频率值，生成鉴频信号处理所需的校正信号；鉴频信号处理单元对检测得到的两路电信号进行处理，处理后的两路电信号与该校正信号进行比较运算，产生所述误差信号；激光器控制微处理单元将该误差信号转换为所述调节信号；

激光器驱动电路根据所述调节信号产生驱动电流或驱动电压，并提供给半导体激光器，调节半导体激光器的工作状态。

进一步地，所述马赫-增德尔干涉仪装置包括光分束结构，光分束结构包括：第一耦合器、可变移相器和第二耦合器；