[实用新型]一种激光器稳频系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，特别涉及一种激光器稳频系统。

背景技术

半导体激光器是科研和工业中的重要激光光源。

半导体激光器的线宽约为10MHz，其长期漂移指标>100MHz/1h，而在原子 的激光冷却等研究中，通常需要半导体激光器的线宽小于1MHz甚至10kHz， 几个小时内的漂移也在1MHz以内。为了满足相关研究中对半导体激光器稳定 度的需求，通常会采用下面几种方法来实现半导体激光器的稳频：饱和吸收稳 频、Zeeman稳频、偏振光谱稳频、外腔稳频以及传输腔稳频。

其中，传输腔稳频是利用一台稳定度高的激光器做参考(例如碘稳频的氦 氖激光器)，将参考激光器的激光和待稳激光器(半导体激光器)的激光同时入 射到一台扫描的法布里-玻罗干涉仪(传输腔)中，利用光电探测器探测参考激 光器的激光经过传输腔后的透射信号及待稳激光器的激光经过传输腔后的透射 信号，再采用数据采集卡转换成数字信号后输入到计算机中，利用计算机程序 进行处理，通过计算并锁定透射信号中透射峰间距来提高待稳激光器的稳定度。 其中，传输腔的腔长由压电陶瓷进行调节，具体可以通过压电陶瓷驱动源输出 的锯齿波电压信号调节压电陶瓷的伸缩，由此改变传输腔的长度，达到改变传 输腔的谐振频率的目的。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

第一，在将光电探测器输出的信号输入到计算机中时，如果数据采集卡采 集速率低，则会由于传输速度的问题造成反馈的延时，如果数据采集卡采集速 率高，则会造成成本过高；第二，压电陶瓷一直处于扫描状态，由于压电陶瓷 的扫描是非线性的，因此，同样的扫描电压可能对应于压电陶瓷不同的扫描长 度，同时，由于压电陶瓷不同的长度的电压敏感度不同，可能会造成误差信号 的不敏感，从而限制了待稳激光器锁定的效果；第三，传输腔稳频只能控制激 光的长期漂移，而对激光的线宽压窄的贡献不大。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种激光器稳频系统。 所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种激光器稳频系统，所述系统包括：

沿一条直线依次设置的参考激光器、第一电光调制器、第一偏振分光棱镜、 第一半波片、法布里-玻罗干涉仪、第二半波片、第二偏振分光棱镜、第二电光 调制器和待稳激光器，所述参考激光器和所述待稳激光器的激光发射端正对所 述法布里-玻罗干涉仪；

固定在所述法布里-玻罗干涉仪的传输腔上的压电陶瓷，产生第一振荡信号 并向所述第一电光调制器输出第一参考信号的第一驱动源，设于所述第一偏振 分光棱镜的反射光路上的第一光电单元，将所述第一振荡信号和所述第一光电 单元输出的频率信号进行混频的第一混频器，根据所述第一混频器输出的信号 产生电压信号作所述压电陶瓷的驱动源；

产生第二振荡信号并向所述第二电光调制器输出第二参考信号的第二驱动 源，设于所述第二偏振分光棱镜的反射光路上的第二光电单元，将所述第二振 荡信号和所述第二光电单元输出的频率信号进行混频的第二混频器，所述第二 混频器还将混频后的信号作为纠偏信号输出给所述待稳激光器。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，所述待稳激光器和所述参考激光 器为相同的激光器，所述第一电光调制器和所述第二电光调制器为相同的电光 调制器，所述第一偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜为相同的偏振分光棱 镜，所述第一半波片和所述第二半波片为相同的半波片，所述第一驱动源和所 述第二驱动源为相同的驱动源，所述第一光电单元和所述第二光电单元为相同 的光电单元，所述第一混频器和所述第二混频器为相同的混频器。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述待稳激光器和所述参考激 光器为半导体激光器。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述第一光电单元和所述第二 光电单元为光电二极管或者光电倍增管。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述驱动源为隔离放大器。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述系统还包括设于所述第一 混频器和所述驱动源之间的第一滤波器。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，所述系统还包括设于所述第二 混频器和所述待稳激光器之间的第二滤波器。