[发明专利]超稳激光器及降低超稳激光器热噪声极限的方法

说明书

本公开涉及激光器领域，提供了一种超稳激光器，包括：多个子超稳激光器，用于输出多个激光信号；拍频器，用于根据多个所述激光信号以从所述拍频器的第一输出端输出一拍频电信号，第二输出端输出一光信号；频率综合器，用于将所述拍频电信号与一微波信号进行处理以产生一射频信号；声光调制器，用于使所述光信号和所述射频信号发生声光效应，以输出一超稳激光信号。本公开的超稳激光器能够减少制造成本、降低超稳激光的热噪声极限、提高超稳激光器的频率稳定度，实现超窄线宽激光的输出。

技术领域

本公开涉及激光器技术领域，特别涉及一种超稳激光器及降低超稳激光器热噪声极限的方法。

背景技术

超稳激光，又称超窄线宽激光，是指通过锁频方法(PDH激光稳频技术)将普通的单频激光器的中心频率锁定在一个超稳法布里-珀罗腔(简称超稳腔)的共振频率上，从而得到线宽小于1Hz甚至达到mHz量级的激光。

超稳激光的频率稳定度由超稳腔的光学长度的稳定度决定，通常将超稳腔置于超低真空、隔热、隔声、隔震等条件下隔离外界环境影响。但尽管如此，由于布朗运动(热运动)，超稳腔的长度仍然存在不稳定度。研发人员只能通过采用超低温、热力学性质优异的腔体、腔镜和腔镜镀膜材料，以及改变腔的几何结构等各种方法，来降低腔的热运动引起的腔长度的不稳定度，但上述方法都会提高成本和复杂度，且会遇到各种技术障碍。

鉴于此，本领域技术人员亟需开发一种超稳激光器及一种降低超稳激光器热噪声极限的方法以降低超稳激光器的热噪声极限，提高频率稳定度，实现更窄线宽激光的输出。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种超稳激光器及降低超稳激光器热噪声极限的方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种超稳激光器，其特征在于，包括：

多个子超稳激光器，用于输出多个激光信号；

拍频器，用于根据多个所述激光信号以从所述拍频器的第一输出端输出一拍频电信号，第二输出端输出一光信号；

频率综合器，用于将所述拍频电信号与一微波信号进行处理以产生一射频信号；

声光调制器，用于使所述光信号和所述射频信号发生声光效应，以输出一超稳激光信号。

在本公开一示例性实施例中，所述子超稳激光器的数量为N个，N为正整数且N≥2。

在本公开一示例性实施例中，所述拍频器包括第一输入端和第二输入端，部分从所述第二输入端输入的所述激光信号经光学元件反射后与从所述第一输入端输入的所述激光信号发生拍频生成所述拍频电信号，另一部分从所述第二输入端输入的所述激光信号透过光学元件从所述第二输出端输出。

在本公开一示例性实施例中，所述频率综合器包括：

除法器，用于处理所述拍频电信号以获得一电信号，所述电信号的频率为所述拍频电信号频率的1/N；

信号发生器，用于发出所述微波信号；

混频器，用于将所述电信号与所述微波信号进行混频形成一和频信号和一差频信号；

滤波器，用于过滤所述和频信号和差频信号，以输出匹配所述声光调制器所需频率的信号；

功率放大器，用于放大通过所述滤波器的信号。