[发明专利]一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置

说明书

本发明公开了一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，包括：泵浦激光模块，泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；激光腔模块，激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，单块全反射激光腔通过耦合棱镜接收泵浦光束，生成双频激光光束；光电探测模块，对双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。本发明通过泵浦激光模块发射泵浦光束，入射到单块全反射激光腔中被激光腔的介质材料所吸收转换成激光所需的增益，发射两种非共面光学模式和两种频率的激光光束，进而获得双频激光光束，通过光电探测模块对双频激光光束的拍频，获得光生微波信号，产生很低相位噪声的双频激光光束和光生微波信号。

技术领域

本发明属于激光技术和微波技术领域，更具体地，涉及一种产生低噪 声双频激光与光生微波的装置。

背景技术

双频激光光源与光生微波信号在涉及激光干涉仪、激光雷达、微波通信 等领域有着广泛的应用。目前，该类型光源可以通过在单频光源基础上加 入频率转换光电元件获得，亦可在设计好的激光装置中直接产生双频的激 光。通常的双频激光装置主要包含光纤、半导体和固体激光器三种类型。 其中，双频光纤激光器可通过设计激光器中光纤光栅组件的滤波特性获得 双频激光，而半导体及固体激光器则可利用双折射现象分出路径不同、偏 振相互垂直的两个激光模式产生双频激光。这几种双频激光产生的方式虽 然能够具有较好的频率差调节性，但在实现方式上具有一定的复杂性，且 不能具备很低的双频激光噪声性能，因此，所产生的光生微波信号的相位 噪声性能也有一定局限性。

因此，如何实现产生低噪声双频激光和光生微波源成为亟待解决的技 术问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种产生低噪声双频激光与光生微 波的装置，包括：泵浦激光模块，所述泵浦激光模块发射泵浦光束至激光 腔模块，为所述激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；激光腔模 块，所述激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，所述单块全反射 激光腔通过所述耦合棱镜接收所述泵浦光束，生成双频激光光束；光电探 测模块，对所述双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。

可选的，所述单块全反射激光腔采用带有增益特性的光学介质材料。

可选的，所述单块全反射激光腔具备圆偏振的非共面光学谐振模式。

可选的，所述单块全反射激光腔为为非共面腔体，包括腔体和多个不 平行的反射界面。

可选的，所述泵浦光束经过耦合棱镜进入所述单块全反射激光腔，被 所述腔体吸收转换为激光波长的增益后，发射两种光学谐振模式的光束， 所述两种光学谐振模式的光束经过多个反射界面的反射后，通过所述耦合 棱镜输出，获得双频激光光束。

可选的，所述多个不平行的反射界面提供全内反射。

可选的，所述圆偏振的非共面的光学谐振模式符合空间分配非对称的 拉盖尔高斯模式特性。

可选的，所述光电探测模块通过分光片接收所述耦合棱镜输出的双频 激光光束，并对所述双频激光光束进行拍频，生成光生微波信号。

可选的，所述产生低噪声双频激光与光生微波的装置还包括温度调谐 模块，所述温度调谐模块设置于所述单块全反射激光腔的上表面或下表面， 所述温度调谐模块对所述单块全反射激光腔内的温度进行检测与控制，以 便改变所述光学谐振模式的有效光程。

可选的，所述产生低噪声双频激光与光生微波的装置还包括压电调谐 模块，所述压电调谐模块设置于所述单块全反射激光腔的上表面或下表 面，用于使所述压电调谐模块的压电陶瓷对所述单块全反射激光腔腔体的 光学介质材料施加应力，改变所述光学介质材料的折射率，以便改变所述 光学谐振模式的有效光程。