[发明专利]一种全光纤式的激光调谐频率测量方法和测量装置

说明书

本申请公开了一种全光纤式的激光调谐频率测量方法和测量装置，所述测量方法包括步骤：被测取样分束、单臂延时、双光束合束光学干涉、马赫曾德尔干涉条纹探测，以及根据干涉条纹的时域内峰峰值信号反推激光频率调谐范围；其根据激光干涉的强度随时间变化特征，通过干涉的高分辨能力将激光的频率调谐范围转换为双光束激光干涉信号的强度信息，提取干涉极强值和极弱值条纹间距，结合干涉仪中的两臂等效光程差，换算成被测激光频率移动差值，在时域上即可得到被测激光的频率调谐范围；能实现较大可测激光频率范围、更宽调谐带宽、更高的测量精度。

技术领域

本申请涉及激光测量技术领域，涉及一种全光纤式的激光调谐频率测量方法和测量装置，尤其涉及一种基于双光束激光干涉方案实现的激光频率调谐范围的测量方案。

背景技术

基于激光波长调谐可以实现光学材料分析、原子分子光谱研究等，在精密测量领域应用广泛。目前主要基于碘分子、碱金属原子以及稀土材料等吸收光谱在对激光频率调谐范围进行测量，也有依据标准具或者光学谐振腔的光学干涉方案，在间隔自由光谱区间上出现特征透射峰值，实现激光频率调谐范围测量。但前者可测量的激光频率范围有限，只在特定有吸收光谱的区间的激光波长段可以实现激光频率的标定，后者一般自由光谱区间在百兆～十吉赫兹区间，难以实现MHz量级精度的特征频率测量。

发明内容

本申请提出一种全光纤式的激光调谐频率测量方法和测量装置，使其克服现有技术所存在的上述缺陷，提供一种集成度高的全光纤式的、低于100MHz的高精度激光频率调谐范围测量方案，并且可适用的激光波长范围极广。

本申请一方面提供一种全光纤式的激光调谐频率测量方法，包括步骤：

将被测激光器激光光束进行分束取样；

将分束取样后的所述被测激光光束通过第一光纤分束器再次分束，将其中一束所述激光光束通过延时光纤延时，并通过第二光纤分束器的一侧输出端输出，将其中另一束所述激光光束直接传入平衡零拍探测器；

将延时后的一束所述激光光束与反向连接的第三光纤分束器的单根光纤一端的所述激光光束合束干涉；

通过平衡零拍探测器探测所述干涉条纹，且通过示波器显示所述干涉条纹；

根据干涉条纹的时域内峰峰值信号反推激光频率调谐范围。

具体地，激光分束模块通过/探测取样光纤分束器实现对被测激光器取样部分功率，然后将此部分功率采用第一分束器分成两部分相等的功率，且分别从第一光纤分束器第一光纤输出端和第一光纤分束器第二光纤输出端输出。

具体地，所述激光分束模块通过/探测取样光纤分束器实现对被测激光器取样部分功率。

具体地，将所述被测激光器与所述探测取样光纤分束器连接，所述探测取样光纤分束器分束后的部分功率从探测取样分束器高功率输出臂输出，输出端面为FC/APC结构，取样部分从探测取样分束器低功率输出臂输出。

具体地，所述第三光纤分束器反向连接设置，所述第三光纤分束器分束的两臂分别与所述延时光纤和所述第二光纤分束器第二输出端连接，在所述第三光纤分束器的单根光纤一端实现双光束干涉。

具体地，所述平衡零拍探测器的两个光电探头分别接收来自所述第三光纤分束器输出端的激光和第一光纤分束器第二输出端的激光，两路所述激光信号在所述平衡零拍探测器上实现差分探测；通过示波器读取所述平衡零拍探测器输出的电信号，在所述示波器上得到对应干涉信号的电信号。

本申请另一方面提供一种全光纤式的激光调谐频率测量装置，用于实现本申请一个方面所述的全光纤式的激光调谐频率测量方法，包括：

激光分束模块，用于将被测激光器激光光束进行分束取样；