[发明专利]基于法珀标准具的测试波长温漂的补偿方法及装置

说明书

本发明涉及激光器波长检测领域，具体涉及一种基于法珀标准具的测试波长温漂的补偿方法及装置。该方法及装置将可调谐激光器发射出的激光分离出一部分；对该一部分激光进行绝对校准，计算出校准波长的λ₀、T₀；获取法珀标准具的波长λ和外壳温度T，并根据λ₀、T₀、λ、T对测试的波长进行校正，得到校正波长λ_corr，该方法及装置采用法珀温漂反馈的机制，补偿了测试波长由于法珀标准具温度变化带来的漂移，提高了波长测量精度及稳定性；采用空心阴极灯校准的方式，保证了激光波长的绝对精度，提高了波长测量的稳定性及精度。本发明解决了法珀标准具温度探测误差与温度随时间变化的幅值相当的问题，提高了激光器中心波长的精度和稳定度。

技术领域

本发明涉及激光器波长检测领域，尤其涉及一种基于法珀标准具的测试波长温漂的补偿方法及装置。

背景技术

在波长全量程校准中，一般为采用法珀标准具精确测量波长，实时计算出测量值与波长计测得的标准值之间的偏差，形成一个闭环反馈机制，进而控制激光辐射的波长值的误差处于测量值精度范围内。然而，由于受到激光辐射、环境温度、压强的影响法珀标准具会发生温度变化，法珀标准具内气体的密度也会因为温度的变化发生改变进而导致折射率的改变，影响法珀干涉条纹的分布，最终导致测量的波长值发生漂移。

为解决法珀温漂问题，美国公开专利US5025445A中将标准具放置在抽真空的装置中或者充满惰性气体，比如氮气，以此来排除环境温度和压强变化带来的影响，并提出在真空装配标准具以此来保持法珀两反射面间气体在自由空间的折射率为定值。但是，一个好的真空是很难保持的。气体会在几天或者几周内泄漏到法珀标准具的腔内，引起折射率的变化，带来波长测量的偏差；同时该公开专利也提出了在充满氮气的环境中装配标准具，这就排除了关于获得和保持相对较强的真空环境的问题，但是标准具外壳在受热膨胀后，氮气的体积会发生变化，氮气的密度也就发生了改变，进而影响到标准具内气体折射率的大小和标准具稳定性。

欧洲专利EP0801829B1中指出，将标准具或者整个波长计放入烤箱一样的装置中，提高标准具的温度到一个预先确定稳定的值，并被合适的控制器保持在一个稳定的状态而不受周围温度的影响，这将大幅提高标准具测量波长的稳定性。然而，若采用这种方式，从激光器冷启动到一个满足波长测量精度和稳定性的状态需要花费大量的时间。如果不是在烤箱一类的装置中，在激光冷启动时，为了使系统重新达到稳定的状态，使系统温度达到恒定值，许多现在的温度控制器需要加热到一个大于规定值的温度，这对操作的温度及温度的周期变化有不利影响，同时影响波长测量稳定性及精度。

欧洲专利EP0801829B1提出采用了一种温度补偿系统，这种系统使波长计处于充满氮气的环境中，通过采集法珀标准具的温度及温度变化率来对波长计的输出进行校正。采用这种方式，使系统在达到稳定状态之前提高了波长测量的稳定性及精度。但是，温度传感器的稳定性和读数的可重复性比绝对温度的探测更重要，法珀标准具的温度随时间变化相对较小，对标准具的探测精度及稳定性的影响与绝对温度带来的误差一样大，因此测量结果的精度依然无法保证。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于法珀标准具的测试波长温漂的补偿方法及装置，以至少解决现有激光波长测量精度低的技术问题。

根据本发明的一实施例，提供了一种基于法珀标准具的测试波长温漂的补偿方法，包括：

将可调谐激光器发射出的激光分离出一部分；

对该一部分激光进行绝对校准，在法珀标准具外壳温度为T₀时，计算出校准波长的λ₀；其中λ₀是法珀标准具外壳温度为T₀时，空心阴极灯的吸收谱线的波长值；