[发明专利]双频激光器输出频差的稳频装置及方法

说明书

本发明涉及一种双频激光器输出频差的稳频装置，包括：磁场施加模块，用于产生与双频激光器输出的双频激光垂直的磁场；稳频模块，包括压电陶瓷设置于双频激光器的输出腔镜上；偏振片，设置于所述双频激光器输出的双频激光的光路上形成双频拍频光；光电探测器，用于接收双频拍频光，并将光信号转化为电信号；信号处理模块，用于采集光电探测器并转换为频差信号；压电陶瓷驱动模块，用于控制压电陶瓷的位移来调制施加在输出腔镜上的应力大小；数据处理模块，用于根据信号处理模块获得的电信号，调整施加在输出腔镜上的应力大小。本发明还提供一种稳频方法。本发明提供的双频激光器输出频差的稳频装置及方法能够精确控制双频激光器输出频差。

技术领域

本发明涉及一种双频激光器输出频差的稳频装置，尤其涉及一种同时稳定与调制双频激光器输出频差的装置及方法。

背景技术

双频激光器作为双频激光干涉仪的核心模块，其频差大小是决定双频激光干涉仪的测量速度的重要因素。双频激光器的频率稳定度曾是考核双频激光器工作性能的唯一指标，但随着多种测量需求的产生，双频激光器的频差稳定性指标也引起了广泛的重视。特别是对于波长合成测量以及高速震动测量领域，双频激光器的频差稳定性直接决定了测量的精度。所以对于双频激光器输出频差的稳定性必须进行精确的控制。对于双频激光干涉仪，对输出频差大小的调制直接提高其测量速度和仪器性能。

目前，控制双频激光器的稳定输出频差方法主要是对双频激光器进行稳频，如等光强法等，通过控制双频激光器频率的稳定来实现频差的稳定。

然而，传统的稳频方法结构比较复杂，需要将激光器与温控部件均匀连接在一起，并且需要复杂的电路配合程序进行激光器的精确温度控制来实现频率的稳定。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种能够精确控制与调制双频激光器输出频差的装置及方法。

一种双频激光器输出频差的稳频装置，其中，所述双频激光器输出频差的稳频装置包括：

磁场施加模块，用于产生与双频激光器输出的双频激光垂直的磁场，所述双频激光器设置于所述磁场中；

稳频模块，包括压电陶瓷，所述压电陶瓷设置于双频激光器的输出腔镜上，用于调整双频激光器输出的双频激光的频差值；

偏振片，设置于所述双频激光器输出的双频激光的光路上形成双频拍频光；

光电探测器，设置于偏振片出射的双频拍频光的光路上，用于接收双频拍频光，并将光信号转化为电信号；

信号处理模块，与光电探测器电连接以采集光电探测器的电信号，将电信号转换为频差信号；

压电陶瓷驱动模块，与压电陶瓷电连接，用于控制压电陶瓷的位移量以调制施加在输出腔镜上的应力大小；

数据处理模块，与所述信号处理模块及压电陶瓷驱动模块电连接，用于根据信号处理模块获得的频差信号，通过压电陶瓷驱动模块驱动压电陶瓷，以调整施加在输出腔镜上的应力大小。

在其中一个实施例中，所述双频激光器输出的两束双频激光的双频分量偏振态方向相互垂直，且其中一个分量的偏振方向与输出腔镜的主应力方向相同，另一个分量的偏振方向与主应力方向垂直。

在其中一个实施例中，所述磁场施加模块包括两个磁条间隔且相对设置于双频激光器的两侧，用于形成垂直于双频激光方向的磁场。

在其中一个实施例中，所述压电陶瓷设置于输出腔镜的边缘，且使所述压电陶瓷的位移方向平行于输出腔镜的主应力方向。

在其中一个实施例中，所述压电陶瓷沿平行于输出腔镜的主应力方向对输出腔镜施加压力。

在其中一个实施例中，所述压电陶瓷设置于所述输出腔镜的边缘，用于向所述输出腔镜施加压力以调整双频激光器输出的双频激光的频差值。