[发明专利]用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的自动锁定系统

说明书

本发明提供一种用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的自动锁定系统，属于光电技术领域，目的是解决解决目前的用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的锁定系统存在着成本高、体积大、抗震动性差及失锁后需要人为重新锁定易导致操作繁琐等技术问题。比例放大和积分电路模块的信号输入端与信号探测器的信号输出端连接，比例放大和积分电路模块的信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，信号探测器与待锁定系统连接；控制模块的信号输入端与AD转换模块的信号输出端连接，控制模块的信号输出端与DA转换模块的信号输入端连接；DA转换模块的信号输出端与高压放大器的信号输入端连接，高压放大器的信号输出端与待锁定系统的信号输入端连接。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的自动锁定系统。

背景技术

量子光学是当今世界一个重要的研究课题，其中量子信息、量子计算、精密测量为主要的研究方向。在这些量子光学实验中，特别是基于连续变量的量子光学实验中，会用到各种光学谐振腔以控制激光的不同位相。在实验中，普遍情况下，我们希望激光具有更低的噪声，更高的功率稳定度，更好的位相稳定度，所以对于光路的锁定就变得尤为重要。另外，在很多实验中，例如纠缠态光场的测量，量子离物传态，量子存储等，均需要对两激光光束之间的相对位相进行锁定。在通过光学谐振腔来控制激光的位相，或是在锁定两束激光光束之间的相对位相时，均需要锁定系统。

目前的用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的锁定系统一般包括锁相放大器、比例积分微分器、高压放大器和扫描信号源等。当系统处于锁定状态时，锁相放大器产生一个调制信号，并通过高压放大器和压电陶瓷加载到光路中，对激光进行调制；再通过信号探测器得到经过谐振腔或者干涉的信号，并传回给锁相放大器，在锁相放大器内部该信号与调制信号混频滤波得到误差信号，并传给比例积分微分器，最后输出给高压放大器反馈于待锁定系统的压电陶瓷上，从而实现待锁定系统的锁定。

对于目前的这种锁定系统，由于谐振腔输出信号一般较小，所以需要噪声比较小的锁相放大器，这就会造成系统的成本比较高；由于锁定系统包括众多设备，造成整个锁定系统体积很大。另外，根据实验任务需要，光路中需要锁定的部分也越来越多，而且如果某一处失锁后，需要将锁定系统全部人为进行重新调整，不能实现自动调整，不仅锁定操作繁琐，而且抗震动性差。

发明内容

本发明的目的是解决目前的用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的锁定系统存在着成本高、体积大、抗震动性差及失锁后需要人为重新锁定易导致操作繁琐等技术问题，提供一种用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的自动锁定系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于光学谐振腔和两束光之间相对位相的自动锁定系统，其包括信号探测器、比例放大和积分电路模块、AD转换模块、控制模块、DA转换模块和高压放大器；所述比例放大和积分电路模块的信号输入端与信号探测器的信号输出端连接，比例放大和积分电路模块的信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，所述信号探测器与待锁定系统连接；所述控制模块的信号输入端与 AD转换模块的信号输出端连接，控制模块的信号输出端与DA转换模块的信号输入端连接；DA转换模块的信号输出端与高压放大器的信号输入端连接，高压放大器的信号输出端与待锁定系统的信号输入端连接；

当信号探测器探测到待锁定系统的电信号后，将该电信号发送至比例放大和积分电路模块，由比例放大和积分电路模块对电信号进行放大，并将放大后的电信号发送至AD转换模块，AD转换模块对放大后的电信号进行AD转换，并将该转换后的电信号输入至控制模块；控制模块将转换后的电信号与待锁定系统的待锁定值进行比较并确定误差信号，并将该误差信号发送给DA转换模块，由DA转换模块对误差信号进行DA转换后，将转换后的误差信号发送至高压放大器，并由高压放大器处理后发送至待锁定系统，由待锁定系统根据处理后的误差信号对输出的电信号进行调整，从而达到自动锁定的目的；