[发明专利]双频激光器稳频装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种双频激光器的稳频装置及其控制方法。

背景技术

双频激光器利用塞曼效应产生具有一定频率差的正交偏振激光束，该激光器广泛应用于精密测量领域。双频激光器作为测量光源，其频率需要具有很好的稳定性。

双频激光器的稳频方法有压电陶瓷稳频法、电热丝稳频法等。压电陶瓷稳频法采用压电晶体控制激光器谐振腔腔长，该方法频率稳定度高，但是工艺复杂、价格昂贵、并且压电材料使用寿命短等原因，现已很少用于投入生产。电热丝稳频法通过加热缠绕在激光管上的电热丝，使激光管材料发生热膨胀以使激光管的腔长发生变化，精确控制电热丝的温度可以控制激光管的腔长，由于激光管腔长的变化影响激光器的谐振频率的变化，因此激光管腔长的变化越小，双频激光器的稳频精度越高。

然而在使用电热丝稳频法加热电热丝时，会发生加热的温度超过实际所需要的温度，这时，需要降低激光管的温度，通常使激光管的温度降低的过程是依靠空气传导的方式或自然冷却，由于自然冷却的速度很慢，因此，激光管达到稳频状态所需要的时间也会相应的变长，大大降低了激光管的稳频效率。另外，利用电热丝装置对激光管进行加热，即对激光管而言，只有一个控温装置，对激光管的温度控制精度不高，因此激光管的稳频精度也不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双频激光器的稳频装置及其控制方法，以解决现有技术中激光管达到稳频状态所需的时间长以及激光管稳频精度低的问题。

本发明提供一种双频激光器的稳频装置，包括激光管和磁环，所述双频激光器稳频装置还包括控制器、频率检测单元以及紧贴所述激光管设置的温控单元，所述控制器与所述温控单元连接，所述磁环围绕所述温控单元设置，所述频率检测单元连接在所述激光管和所述控制器之间。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述温控单元包括加热控制单元和制冷控制单元，所述加热控制单元与所述制冷控制单元形成网状结构。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述加热控制单元倾斜缠绕于所述激光管的管壁上，所述制冷控制单元倾斜缠绕于所述激光管的管壁上。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述加热控制单元和制冷控制单元为铜质导线。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述温控单元还包括多个热电致冷器，所述热电致冷器连接至制冷控制单元。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述温控单元还包括多个散热器以及多个硅胶层，所述散热器设置在所述热电致冷器上，所述硅胶层设置在制冷控制单元与所述热电致冷器之间、所述热电致冷器与所述散热器之间。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述热电致冷器的数量为4个，所述散热器的数量为4个，所述硅胶层的数量为8个。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，还包括设置于所述磁环与所述温控单元之间的橡胶层。

优选地，在双频激光器的稳频装置中，所述频率检测单元包括偏振分光棱镜、第一探测器、第二探测器以及比较器，所述偏振分光棱镜设置在能够接收所述激光管发出的光束的位置，所述第一探测器和所述第二探测器分别设置在能够接收所述偏振分光镜分出的光束的位置，并且所述第一探测器和第二探测器分别连接至所述比较器。

本发明还提供了一种双频激光器稳频装置的控制方法，该方法包括：温控单元工作使激光管达到初始温度值；在所述磁环的作用下激光管发出第一频率激光束和第二频率激光束；频率检测单元检测所述第一频率激光束和所述第二频率激光束，并将检测结果输送至控制器；控制器对检测结果进行判断，并根据判断结果控制温控单元工作。

优选地，在所述双频激光器稳频装置的控制方法中，所述检测结果是所述第一频率激光束和所述第二频率激光束之间的光强差，若光强差不为零，则控制温控单元工作，若光强差等于零，则温控单元停止工作。

优选地，在所述双频激光器稳频装置的控制方法中，所述频率检测单元包括偏振分光棱镜、第一探测器、第二探测器、比较器，所述偏振分光棱镜设置在能够接收所述激光管发出的光束的位置，所述第一探测器和所述第二探测器分别设置在能够接收所述偏振分光镜分出的光线的位置，并且所述第一探测器和第二探测器分别连接至所述比较器。