[发明专利]一种激光波长测量装置及方法

说明书

本发明公开一种激光波长测量装置及方法包括:标准激光源、被测激光源、谐振平面镜、角锥反射镜、精密位移台、控制系统、解调系统、第一光电探测器、第二光电探测器；标准激光与被测激光平行送入到Fabry‑Perot腔内进行干涉，形成主副测量干涉光束，然后分别被两个光电探测器接收形成主副测量干涉信号，解调模块按照光学游标原理对其进行解调得到光学游标长度，再通过光学游标长度、标准激光波长与被测激光波长的关系，即可计算得到被测激光波长。本发明结构简单，操作方便，能能够实现大范围高精度的波长测量。

技术领域

本发明属于激光波长测量装置及方法，特别是涉及一种基于光学游标Fabry-Perot干涉术的激光波长测量装置及方法。

背景技术

激光波长是激光器一项非常重要的参数，激光波长的精确测量在激光光谱研究、精密测量领域以及半导体激光器稳频技术和光纤光栅测量信号的解调技术中都有重要作用。

目前激光波长测量方法主要有两大类：光谱型和相干型。光谱型激光波长测量方法采用光栅或者滤光片等方式对激光波长进行测量，精度相对较低。相干型激光波长测量方法采用干涉技术对激光波长进行测量，目前主要基于三种干涉技术：斐索(Fizeau)干涉技术、法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉技术和迈克尔逊(Michelson)干涉技术。斐索(Fizeau)干涉型激光波长测量技术精度最高可以达到10^-7量级。法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉技术精度可以到10^-8，迈克尔逊波长计是通过计算参考光和待测光的干涉条纹数之比来求得待测光的波长，该方法也能达到10^-7～10^-8的测量精度，但是结构都比较复杂。

利用拍频的方法也可以进行激光波长的测量，而且测量精度很高，但是该方法的波长测量范围受限于频率计的测量范围，因此波长测量范围很小。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种激光波长测量装置及方法，同时构建两套Fabry-Perot干涉仪相互协调，形成主副测量干涉信号，通过光学游标原理解调计算出激光波长，能够在大范围实现10^-8以上精度的波长测量。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种激光波长测量装置，包括标准激光源、被测激光源、谐振平面镜、角锥反射镜、精密位移台、控制系统、解调系统、第一光电探测器、第二光电探测器；其中，标准激光源发出波长确定的激光，射进由谐振平面镜与固定于精密位移台上的角锥反射镜构成的Fabry-Perot腔内进行干涉形成主测量干涉光束，然后被第一光电探测器接收形成主测量干涉信号；被测激光源发出波长未知的激光，射进所述Fabry-Perot腔内进行干涉形成副测量干涉光束，然后被第二光电探测器接收形成副测量干涉信号；主副测量干涉信号送入到解调系统进行解调；解调模块按照光学游标原理对其进行解调得到光学游标长度，再通过光学游标长度、标准激光波长与被测激光波长的关系，计算得到被测激光波长；控制系统与解调系统、精密位移台相互通信。

作为优选，所述的谐振平面镜为两端具有第一反射率且中间具有第二反射率的平面镜，所述第一反射率为2.5％～97.6％，所述第二反射率为2.5％～97.6％。

作为优选，解调模块通过检测主副测量干涉信号同时到达干涉峰值点的位置得到光学游标长度，再进行换算得到被测激光波长。

本发明还提供一种激光波长测量方法，包括以下步骤：

步骤1、标准激光源发出波长为λ₀的激光，被测激光源发出波长为λ₁未知的激光，射进由谐振平面镜与固定于精密位移台上的角锥反射镜构成的Fabry-Perot腔内进行干涉形成主副测量干涉光束分别被第一光电探测器、第二光电探测器接收形成主副测量干涉信号。