[发明专利]光学频率测量装置

说明书

光学锁定器可以包括组件。该组件可以包括：分束器，该分束器被配置为将输入光束分成至少三个光束；具有至少三个区域的标准具，该标准具被定位成使得每个光束穿过不同的区域；检测器，该检测器被配置为针对光束测量标准具的输出强度Tn；以及控制器，该控制器被配置为确定输出强度的比率Ta/Tb，其中这个比率在输出强度下具有阈值以上的斜率、获得输入光束的目标频率、并且基于目标频率和输出强度的比率确定输入光束的实际频率。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2020年2月24日提交的题为“基于标准具的波长锁定器”的美国临时专利申请62/980,761的优先权。在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用结合到本专利申请中。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于测量光束的频率或波长的装置，以及涉及一种用于激光器的光学锁定器和在其中使用的组件。

背景技术

在光纤通信信道中，密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)用于通过单根光纤传输多个光信号。对于这样的应用，信道中的每一个具有不同的频率，

由激光源产生的光学信号的频率通过光学锁定机构锁定到目标频率。光学锁定机构可以测量光学信号的波长或频率，并且可以基于该测量使用反馈回路来调节相对应的激光源的输出。

在一些情况下，光学锁定机构可以包括用于测量波长或频率的Fabry-Perot(FP)标准具或干涉仪。示例FP标准具在图1A中示出，并且包括具有两个反射表面的透明板。在光在表面之间反弹时，透射的光线相互干涉，从而产生基于频率和板之间的光学距离的特征干涉图案。

FP标准具的频率响应具有图1B中示出的特性曲线。为了给频率测量装置提供最大的分辨率，FP标准具被校准，使得期望的频率处于具有高梯度的频率响应曲线图的区域中。因此，频率方面的较小变化可能产生输出方面的巨大变化。

如上所述，图1A和图1B是作为示例提供的。其他示例可能不同于关于图1A和图1B描述的内容。

图2示出了结合标准具(诸如图1A中示出的FP标准具)的频率测量装置的示例。频率测量装置包括标准具201、输出监控器202、参考监控器203和分束器204。输入光束210到达分束器，并被分成测量光束211和参考光束212。如上所述，测量光束穿过标准具，并且光束的强度由输出监控器202测量。

然而，在没有输入光束的强度的测量的情况下，输出光束的强度可能不是有用的量(例如，为了能够确定正确的波长是标准具的透射率)。因此，使用分束器204偏转输入光束的功率的一部分以提供参考光束212，并且参考光束的强度由参考监控器203直接测量(不穿过标准具)以给出参考测量。将参考测量和标准具的输出进行比较，以确定频率。

如上所述，图2是作为示例提供的。其他示例可能与关于图2描述的内容不同。

现在存在朝向无网格操作的趋势。在无网格操作中，光纤通信或其他激光应用的操作是以不在设定网格上的频率执行的。当使用单个标准具和参考光束时，可能存在不能容易地对频率进行精确确定的区域，例如，因为波长/强度关系的斜率接近于零。在这种情况下，强度测量中的较小误差可能导致波长方面的不可接受的大误差(例如，信号干扰噪声比(SINR)取决于斜率，其中低斜率区域具有低SINR)。