[发明专利]基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置及其调试方法

权利要求书

1.一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置，其特征在于，包括激光源(1)、第一分束器(2)、第二分束器(3)、第一光电探测器(4)、第二光电探测器(5)、数据采集卡(6)、参考电压源(7)、差分电路(8)、比例反馈电路(9)和光功率控制器(10)；

激光源(1)、光功率控制器(10)、第一分束器(2)和第二分束器(3)沿光轴依次布置，激光源(1)出射的光束经光功率控制器(10)入射到第一分束器(2)中发生透射和反射，第一分束器(2)的反射光入射至第一光电探测器(4)的光敏面上，第一光电探测器(4)与差分电路(8)的第二输入端相连，差分电路(8)的第一输入端与参考电压源(7)相连，差分电路(8)的输出端经比例反馈电路(9)后与光功率控制器(10)相连，第一分束器(2)的透射光入射至第二分束器(3)发生透射和反射，第二分束器(3)的透射光作为装置的输出光束，第二分束器(3)的反射光入射到第二光电探测器(5)的光敏面上，第二光电探测器(5)与数据采集卡(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置，其特征在于，所述激光源(1)为点激光源，所述第一分束器(2)和第二分束器(3)均为偏振无关的光学分束器。

3.根据权利要求1所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置，其特征在于，所述第一分束器(2)和第二分束器(3)分束器的形状包括立方体型和平板型。

4.根据权利要求1所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置，其特征在于，所述第一光电探测器(4)和第一光电探测器(5)均为反向偏压光电二极管结构，光电二极管的光敏面尺寸大于等于激光源(1)的激光束腰直径的两倍。

5.根据权利要求1所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置，其特征在于，所述光功率控制器(10)包括基于普克尔效应、克尔效应或液晶效应的电光调制器和基于声光效应的声光调制器。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)开启参考电压源(7)的工作电源，采集参考电压源(7)的输出电压信号并记为基准电压信号V_ref，根据基准电压信号V_ref计算对应的等效光功率相对强度噪声谱并记为基准噪声谱S_ref,RIN(ω)；

2)开启第一光电探测器(4)、第二光电探测器(5)、差分电路(8)、数据采集卡(6)、比例反馈电路(9)和光功率控制器(10)的工作电源，接着设定比例反馈电路(9)的增益参数，再使用数据采集卡(6)采集第二光电探测器(5)的输出电压信号并记为第二电压信号V₂，根据调试电压信号V₂计算当前增益参数对应的等效光功率相对强度噪声谱并记为调试噪声谱；

3)改变比例反馈电路(9)的增益参数N-1次，采集并计算N-1个增益参数对应的调试噪声谱；

4)将N个增益参数对应的调试噪声谱与基准噪声谱S_ref,RIN(ω)进行曲线比较，从N个调试噪声谱中选择与基准噪声谱S_ref,RIN(ω)的曲线最接近的调试噪声谱并记为最优噪声谱，将最优噪声谱对应的增益参数作为比例反馈电路(9)的最优增益参数，此时光功率稳定装置被调试至已知的最佳性能状态。

7.根据权利要求6所述的一种基于差分采样反馈的激光光功率稳定装置的调试方法，其特征在于，所述4)中，计算N个增益参数对应的调试噪声谱和基准噪声谱之间的差的平方在整个频段的积分值，从N个调试噪声谱中选择积分值最小的调试噪声谱并记为最优噪声谱。