[发明专利]一种半导体激光器的稳频系统

权利要求书

1.一种半导体激光器的稳频系统，系统包括：半导体激光器(1)、掺铒光纤放大器(2)、光纤环形器(3)、光纤耦合器(4)、散射介质光纤(5)、散射介质光纤(6)、光电探测器(7)、伺服控制器(8)。

所述的半导体激光器(1)与掺铒光纤放大器(2)相连接，激光器发出的泵浦光经过掺铒光纤放大器放大后进入到光纤环形器(3)的一端口(3a)，随后通过光纤环形器(3)的二端口(3b)到达光纤耦合器(4)分为上下两路，光纤耦合器(4)上下两路(4a)、(4b)分别与散射介质光纤(5)和散射介质光纤(6)相连接，光波进入到两路散射介质中发生受激布里渊散射产生两路后向散射的斯托克斯光，两路散射光经耦合器(4)合路后再由光纤环形器二端口(3b)进入到环形器，由光纤环形器三端口(3c)出射到达光电探测器(7)进行拍频，光电探测器(7)与伺服控制器(8)连接，拍频信号的频率与激光器的激光频率相关，伺服控制器对比所得到的拍频信号频率和参考频率，获得一个误差参考信号，从而利用其对激光器的频率进行反馈控制，达到稳定激光器频率的目的。

2.一种半导体激光器的稳频系统，包括如下操作过程和工作特性：

(1)首先激光器发出的泵浦光经过掺铒光纤放大器进行功率放大从而达到发生受激布里渊散射的功率阈值，放大后的激光通过环形器到达耦合器分为上下两路，上下两路连接两路光纤作为散射介质，泵浦光入射到两路光纤中发生受激布里渊散射；

(2)泵浦光在在散射介质中产生受激布里渊散射，所述的两个散射介质的非线性系数存在微小差异，受激布里渊效应产生散射光的频率也存在微小差异。两路散射光经过耦合器合成一路到达光电探测器进行拍频，得到两路散射光频率差频的低频信号。这一信号输入到伺服控制器中进行检测；

(3)所述受激布里渊散射过程是一个与泵浦激光频率有关的过程。改变泵浦光的频率，所得到的拍频信号的频率也随之改变，记录泵浦光的频率与拍频信号的频率，可以得到一组与泵浦激光频率相对应的低频频率关系，这一关系曲线可以用于激光频率鉴频；

(4)根据此鉴频曲线就可以知道激光的频率，当散射介质确定时，此鉴频曲线也是固定的。根据鉴频曲线可以控制激光频率，当激光器的频率发生偏移时，拍频信号的频率偏离原参考频点，伺服控制器获知这一变化并通过反馈控制激光器的电流等参数对其频率进行相应的调整，使拍频信号的频率重新恢复到参考点，从而达到稳频的目的。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器的稳频系统，其特征在于所述的伺服控制器由数据采集卡和单片计算机组成，所述数据采集卡实时采集光电探测器探测到的电信号频率并传递给单片机，所述单片机通过比例积分微分控制方法对激光器的频率进行控制。