[发明专利]基于合成波长的激光波长测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光波长测量方法及装置，尤其是涉及一种基于合成波长的激光波长测量方法及装置。

背景技术

在激光技术研究及应用领域，激光波长的准确值是一个非常重要的参数。在几何测量技术领域，大量地采用激光器作为相干光源测量位移、速度、角度、平面度及直线度等几何量，因此精确地检测激光器的波长是保证这些几何量测量准确性和量值溯源的关键。在光谱学领域，要把可调谐激光器调谐至需要的波长，也必需一种精密、快速的激光波长测量装置。另外在光频标研究领域，对光频标本身的波长或频率值的测量也是必需的，光频标波长或频率的精确值是保证其他计量结果准确性的关键。

目前，国内外采用干涉技术进行激光波长测量的方法主要有法布里-珀罗干涉型、斐索干涉型和迈克尔逊干涉型。法布里-珀罗波长计是利用光束通过两块镀以高反射率、间距一定的玻璃板时产生多光束干涉的现象进行待测激光波长的测量，测量精度能达到10^-7，但是测量波长范围较窄。斐索波长计是一种薄膜双光束干涉，入射光进入标准具后其前后两个反射面返回两束光，并产生干涉条纹，最终由接收面光强分布及干涉级次可测得入射光的波长，测量精度受光学器件性能、机械振动和温度变化影响较大。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，即N_R/N_U＝λ_U/λ_R(其中，N_R是参考激光的干涉条纹数，N_U是待测激光的干涉条纹数，λ_U为待测激光的波长，λ_R为参考激光的波长)，该方法能达到10^-7～10^-8的测量精度，但是为了提高测量精度，必须增加干涉条纹的计数值或者采用条纹细分的方法以测量条纹的小数部分，这会使测量系统结构复杂，而且成本高。

发明内容

针对精密测量、激光光谱和光频标研究等技术领域需要高精度的波长，本发明的目的在于提供的一种基于合成波长的激光波长测量方法及装置，是通过检测参考激光波长和待测激光波长形成的合成波长值来实现对待测激光波长的测量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种基于合成波长的激光波长测量方法：

参考激光器和待测激光器的光束经各自的检偏器后，成为正交线偏振光，入射到迈克尔逊干涉仪，形成各自的干涉信号分别由两个探测器接收；当迈克尔逊干涉仪中的测量臂移动时，参考光和待测光的干涉信号的相位关系将发生变化；当这两路干涉信号相位差变化2π时，对应于测量臂移动半个合成波长的位移；因此，通过检测这两路干涉信号的两次同时过零点的位置，便能测得合成波长值，根据待测激光波长λ_U和参考激光波长λ_R与合成波长λ_S之间的关系，即能得到待测激光的波长为：

λU=λSλRλS±λR.]]>

二、一种基于合成波长的激光波长测量装置：