[发明专利]一种DFB激光器输出激光频率的测量装置

说明书

本发明公开了一种DFB激光器输出激光频率的测量装置，包括：低透高反镜，用于将DFB激光器输出的激光分为反射光和透射光，并使透射光穿过充有碱金属颗粒的吸收气室；反射组件，包括反射镜和半透半反镜，反射镜用于改变反射光的方向，半透半反镜用于再次改变反射光的方向，同时使透射光透射为检测光；光电探测器，用于探测检测光的饱和吸收光谱信号；信号处理系统，用于获取并对该饱和吸收光谱信号进行分析，得到该光谱信号中凹陷信息，然后根据凹陷信息对DFB激光器输出的激光频率与调制电压的依赖关系进行拟合，最后根据拟合结果计算得出调制电压为零时DFB激光器输出的激光频率。本发明提供的测量装置具有测量精度高、价格低廉的特点。

技术领域

本发明属于激光频率测量技术领域，更具体地，涉及一种DFB激光器输出激光频率的测量装置。

背景技术

在诸多重要的原子物理应用领域，如原子钟、原子磁力仪、原子干涉仪、原子陀螺以及法拉第滤波器等，广泛使用碱金属原子作为传感原子。为操控或者观察碱金属原子的行为，通常需要使用调谐在碱金属原子D1线或D2线跃迁共振频率附近的激光器，而激光器输出激光的频率在许多情况下（如碱金属原子的光吸收谱测量）需要精确地测定。

由于DFB激光器具有输出激光频率便于调节，效率高以及尺寸小等优点，因而被广泛用于上述应用领域。目前，为了精确测定DFB激光器输出激光的频率，往往使用精度较高的光波长计。然而，这种光波长计价格昂贵，对于许多研究者来说难以拥有。

因此，提供一种高精度且价格低廉的激光频率测量装置是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种DFB激光器输出激光频率的测量装置，具有测量精度高、价格低廉的特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种DFB激光器输出激光频率的测量装置，包括：

低透高反镜，用于将待测DFB激光器输出的激光分为第一反射光和第一透射光，并使所述第一透射光穿过充有单一类型碱金属颗粒的吸收气室；其中，所述待测DFB激光器中的控制器的调制端口加载一调制电压，所述调制电压为三角波电压；

反射组件，包括反射镜和半透半反镜，所述反射镜用于将第一反射光反射为第二反射光，所述半透半反镜用于将第二反射光反射为第三反射光，使第三反射光作为泵浦光穿过吸收气室，且泵浦光在吸收气室的传播方向与第一透射光在吸收气室的传播方向共线，同时所述半透半反镜还用于将穿过所述吸收气室的第一透射光透射为作为检测光的第二透射光；

光电探测器，用于探测并根据检测光，输出饱和吸收光谱信号；

信号处理系统，用于获取并对所述饱和吸收光谱信号进行分析，得到该饱和吸收光谱信号中凹陷信息，然后根据所述凹陷信息对待测DFB激光器输出的激光频率与调制电压的依赖关系进行拟合，最后根据拟合结果计算得出调制电压为零时DFB激光器输出的激光频率；其中，所述凹陷信息包括该饱和吸收光谱中凹陷个数及各凹陷中心处凸尖所对应的调制电压值，所述依赖关系为线性关系。

本发明提供的DFB激光器输出激光频率的测量装置，所用部件均为实验室常见部件，价格低廉；同时，本实施例提供的测量装置利用碱金属原子对激光的共振吸收峰推导激光频率，能实现较高的测量精度，具有重要的应用价值。

在其中一个实施例中，所述信号处理系统对所述饱和吸收光谱信号进行分析的方法，具体为：

（1）对获取到的饱和吸收光谱信号进行截取，将所述调制电压从负峰值点扫描到正峰值点所对应的饱和吸收光谱信号作为截取数据；

（2）对所述截取数据进行二次求导，并去除二次求导数据中的前两个与最后两个数据；

（3）寻找二次求导数据中的极值，判断所述截取数据中凹陷个数以及各凹陷中心处凸尖所对应的调制电压值。