[发明专利]光学平衡互相关的远距离锁模激光短期稳定性测量装置

说明书

本发明提供了一种基于光学平衡互相关的远距离锁模激光器短期稳定性测量装置，包括：对向共路传输的第一锁模激光器和第二锁模激光器，以及上位机；所述上位机对第一锁模激光器和第二锁模激光器时间抖动变化量进行分析，获得短期稳定性噪声功率频谱。本申请所述技术方案结合光学平衡互相关法与激光脉冲共光路双向对称传递配置，消除激光脉冲传播路径变化引入的误差，可实现远距离锁模激光器的高精度短期稳定性测试。

技术领域

本发明涉及一种基于光学平衡互相关的远距离锁模激光器短期稳定性测量装置。

背景技术

锁模激光器较普通的射频频率发生及综合模块，例如，原子钟，频率综合器等，具有更加优异的短期时域稳定特性(τ100ms)。通常，在测量锁模激光器的短期稳定性时，须要进行光电转换，从而引入附加噪声。

为有效降低附加光电转换噪声的影响，通常采用光学平衡互相关法测量锁模激光器的短期时域稳定特性。光学平衡互相关法将激光脉冲之间的相对时间差转换为电压信号，等效于激光脉冲之间的直接检测，避免了激光脉冲直接转换为电信号后相对较高噪声底的电学检测。

然而，在实际测试中，激光脉冲从激光器输出至光电探测之间历经传递介质光程变化，一定程度上增加测量误差。例如，温度变化对光程相对变化的影响为10^-7/K量级，对于10mK的温度波动，脉冲时间延迟对应为fs量级，接近锁模激光器的时域抖动性能指标。因此，有效抑制传递路径引入的测量误差在高精度短期稳定性测量方面显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供一种基于光学平衡互相关的远距离锁模激光器短期稳定性测量装置。

本实施例提供的锁模激光器短期稳定性测量装置，一种基于光学平衡互相关的远距离锁模激光器短期稳定性测量装置，包括：对向共路传输的第一锁模激光器和第二锁模激光器，以及上位机；

所述第一锁模激光器产生的第一路激光脉冲与第二锁模激光器产生的第一路激光脉冲共路传输；

所述第一锁模激光器产生的第二路激光脉冲与第二锁模激光器产生的第二路激光脉冲同时输入第一光学平衡互相关探测模块，获得第一待处理信号；

所述第一待处理信号通过所述第一数据采集卡进入所述上位机；

所述第一锁模激光器产生的第二路激光脉冲与第二锁模激光器产生的第二路激光脉冲同时输入第二光学平衡互相关探测模块，获得第二待处理信号；

所述第二待处理信号通过所述第二数据采集卡进入所述上位机；

所述上位机对从所述待处理信号中获取的第一锁模激光器和第二锁模激光器时间抖动变化量进行分析，获得短期稳定性噪声功率频谱。

可选地，所述光学平衡互相关探测模块包括：分束器、周期极化钛氧磷酸钾晶体、反射镜及光电平衡探测器；

输入所述光学平衡互相关探测模块的激光脉冲经周期极化钛氧磷酸钾晶体产生两路倍频脉冲，一路透过输出端面输入光电平衡探测器，另一路经过分束器和反射镜至光电平衡探测器。

可选地，所述第一锁模激光器的重复频率为f_r，所述第二锁模激光器的重复频率为f_r+Δf_r；或者，

所述第二锁模激光器的重复频率为f_r，所述第一锁模激光器的重复频率为f_r+Δf_r。

可选地，所述待处理信号为所述光学平衡互相关探测模块对输入的激光脉冲进行处理后的脉冲时域重合标记。

可选地，所述周期极化钛氧磷酸钾晶体的输入端面设有基频光增透膜，其输出端面设有倍频光增透膜。