[发明专利]偏振激光波长计

说明书

技术领域

本发明涉及一种波长计，特别是一种偏振激光波长计。

背景技术

激光波长/频率测量仪器即波长计, 可用来测量调谐激光器的输出波长值, 或者用于测量未知激光的波长值, 在光频标研究领域有着重要的作用。

现有的激光波长测量系统中，占主流的主要是迈克尔逊干涉仪型波长计，该类型的波长计虽然具有精度高的特点，但对运动部件的行程要求较高，如要达到                                               量级的精度，对于633nm波长来说，运动部件的行程应大约在15毫米，这样测量系统易受机械震动的影响，不宜在环境复杂的工作场所运用。

费索激光干涉仪波长计也是常用的激光波长测量系统，中国发明专利公开号为CN1077530A的专利公开的费索激光波长计，其测量精度可达到，可该发明的光学系统需要耦合技术较多的光学元件，光学调谐和光路对准的难度较高。

中国发明专利公开号为CN102155997A的专利公开的光纤型激光波长计利用Fe透明空心阴极灯的光电偶效应校准波长的精度可达0.01pm, 该波长测量装置使用光栅单色仪、高灵敏度CCD光接收器、波长校准装置和波长精测装置等，结构相对复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏振激光波长计，该波长计结构简单，能便捷、精确地测量激光波长，对于运动部件微米级行程的位移量，其测量精度可达到10^-6。

本发明解决技术问题所采取的技术方案：

本发明由被测激光源、第一机械光学快门、标准激光器、第二机械光学快门、第一激光偏振干涉仪镜组、第二激光偏振干涉仪镜组、压电陶瓷、相位计、偏振计、滤波整形电路、相移信号发生器、PLL锁相回路和PC机组成，上述各部分的连接关系如下：

参考激光和被测激光分别通过第一机械快门和第二机械快门入射至第一激光偏振干涉仪镜组和第二激光偏振干涉仪镜组，参考激光和第一激光偏振干涉仪镜组、被测激光和第二激光偏振干涉仪镜组分别构成各自的激光偏振干涉仪，激光偏振干涉仪测量固定于压电陶瓷上的移动镜的位移并输出线性偏振激光束；激光偏振干涉仪输出的线性偏振激光束被发送至偏振计，偏振计内的光电接收器将该线性偏振激光束转化为电信号，该电信号与偏振计的电机脉冲输出信号同步，这两个信号经过滤波整形电路后成为同频率的TTL信号，这两个TTL信号发送至相位计测量相位，该相位计与PC机通过GPIB线连接，PC机实时读取相位测量值，同时通过计算已知波长的参考光束与未知波长的被测光束的相位差比值，得出被测激光的波长值；相移信号发生器、PLL锁相回路和压电陶瓷构成压电陶瓷伺服回路，使压电陶瓷在闭环状态下，按量化的步距值被一步一步推进。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的运动部件——压电陶瓷处于闭环工作状态，有效地减小了环境机械振动对测量结果的影响，可用于工作环境较为复杂的场所。

2.本发明的波长计结构简单、体积小，所用的偏振干涉仪光路设置简洁，光学调节和光路对准操作简单。

3.本发明的波长测量精度可达，所需的运动部件的位移行程为微米级，而同样量级精度的迈克尔逊干涉型波长计所需的位移行程为厘米级，运动部件行程的缩减有效地减小了环境温度、波长漂移、空气折射率对测量精度的影响。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明中激光偏振干涉仪光路图；

图3为本发明中滤波整形电路原理框图；

图4为本发明中PLL锁相回路原理框图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。