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一种双频光源装置制造方法及图纸

技术编号:15465840 阅读:13 留言:0更新日期:2017-06-01 09:16
本实用新型专利技术适用于光学技术领域,提供一种双频光源装置,包括泵浦单元、耦合单元及谐振腔单元;谐振腔单元包括共程光路段和非共程光路段,共程光路段设有增益介质,非共程光路段包括独立传输且光程不同的第一偏振段和第二偏振段,第一偏振段和第二偏振段传输的激光偏振方向不同;共程光路段和第一偏振段构成第一谐振腔,共程光路段和第二偏振段构成第二谐振腔;双频光源装置还包括用于将第一谐振腔产生的第一频率激光和第二谐振腔产生的第二频率激光输出的输出单元。本实用新型专利技术采用特殊的谐振腔单元,两个谐振腔共用相同泵浦单元和增益介质,既能够获得不同频率激光,又可采用该双频激光进行外差干涉。其频率调节容易,调节范围大,且抗干扰性强。

Dual frequency light source device

The utility model is suitable for the field of optical technology, provides a dual light source device includes a coupling unit, pumping unit and resonant cavity unit; resonator unit includes optical sections and non co Cheng Cheng light road, a total of pass optical sections with a gain medium, non photic sections including the single transmission optical path and different first biography the polarization and second polarization, the polarization direction of the laser polarization first and second polarization segment transmission process were different; light section and a first polarization section first resonant cavity, a total of second pass optical sections and polarization sections second resonator; dual light source device also includes an output unit second for generating a first frequency laser output frequency the first and second laser resonator cavity. The utility model adopts a special resonant cavity unit, and the two resonant cavities share the same pumping unit and gain medium, which can obtain different frequencies of lasers, and can also use the dual frequency laser to carry out heterodyne interference. The utility model has the advantages of easy frequency regulation, large regulating range and strong anti-interference.

【技术实现步骤摘要】
一种双频光源装置
本技术属于光学
,特别涉及一种双频光源装置。
技术介绍
激光技术的发展有力的推动了光通信、非线性光学、高分辨光学等领域的发展,尤其在精密干涉测量方面占据了很大优势。精密干涉测量主要以激光波长作为“尺子”,利用干涉原理来测定各种参量,如加速度、位移、角位移等等。由于光波长为nm数量级,因此其分辨精度是电学、磁学元件无法比拟的。激光干涉仪以其特有的大测量范围、高分辨率和高测量精度等优点,在精密和超精密测长领域获得了广泛的应用。激光干涉使用的激光器主要为单频激光器和双频激光器。较早使用的激光测量仪器是以单频激光为基础的单频干涉仪,但该干涉仪受环境因素的影响比较严重,尤其是在测量环境恶劣、测量距离较长时受影响更为突出。主要是因为它产生的是一直流信号,在大距离测量时光能的衰减、空气湍流的存在、背景光强的变化等对激光束的干扰都会使光束发生偏移,不可避免的使激光束强度发生变化,从而导致直流光强和电平的漂移。由于单频干涉仪在测量时很大程度上受直流放大器的漂移、光接收器灵敏度和激光功率起伏的限制,因此单频激光干涉仪在高精度测量中是很难利用的。在单频激光干涉仪的基础上发展起来的双频激光干涉仪是一种外差干涉仪,其最显著的特点是利用载波技术将被测物理量信息转换成调频或调幅信号,它克服了普通单频干涉仪测量信号直流漂移的问题,具有信号噪声小、抗环境干扰、允许光源多通道复用等诸多优点,被广泛应用于先进制造行业和纳米
作为距离测量、速度测量、振动测量、形貌测量,实时位置测控等。目前使用的双频激光器主要有塞曼双频激光、双纵模双频激光以及清华大学张书练教授课题组提出的双折射率双频激光。塞曼双频激光利用塞曼效应,该效应是指若把光源放在磁场中,光源发出的谱线将发生分裂的这种现象。塞曼双频激光器输出频差一般在1MHz以下,一般不用于高速精密激光外差干涉测量。双纵模激光器是通过控制激光器的腔长等,实现在一个激光谐振腔中输出两个纵模频率的激光,纵模频差可达600MHz-1GHz(对应的激光管长度为150mm-250mm)。双折射双频激光为在单纵模激光谐振腔内,插入一块具有双折射效应的光学元件如石英晶体、方解石等等,使得腔内的激光分裂成具有不同光学谐振腔长的o光和e光,这两束正交线偏振的双频激光振荡输出,其频差为3-40MHz之间,可通过调节双折射晶体的应力得到所需的频差。在上述的三种双频激光器中,其共同特点为激光频率调整难度较大,且频率差调整范围较有限,比如塞曼的频差只能在比较小的范围调节,双纵模激光频差只能在比较大的范围调节,而双折射双频只能在中间某个范围调节。另外,这些双频激光器的两个频率的激光谐振腔在几何路径上完全共程,两个频率相互影响,在改变激光器的一个频率时,往往对另外一个频率造成影响,不易调频。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种双频光源装置,旨在解决传统双频光源装置频率调节范围小、频率调节困难的问题。本技术是这样实现的,一种双频光源装置,包括泵浦单元、谐振腔单元以及用于将所述泵浦单元发出的泵浦光耦合至所述谐振腔单元的耦合单元;所述谐振腔单元包括共程光路段和非共程光路段,所述共程光路段设有增益介质,所述非共程光路段包括独立传输且光程不同的第一偏振段和第二偏振段,所述第一偏振段和第二偏振段传输的激光偏振方向不同;所述共程光路段和所述第一偏振段构成第一谐振腔,所述共程光路段和所述第二偏振段构成第二谐振腔;所述双频光源装置还包括用于将所述第一谐振腔产生的第一频率激光和所述第二谐振腔产生的第二频率激光输出的输出单元。作为本技术的优选技术方案:所述共程光路段和非共程光路段形成环形的谐振腔单元,所述共程光路段包括位于所述非共程光路段一侧的第一共程段和位于所述非共程光路段另一侧的第二共程段,所述第一共程段通过第一偏振分光单元连接所述第一偏振段的一端和第二偏振段的一端,所述第二共程段通过第二偏振分光单元连接所述第一偏振段的另一端和第二偏振段的另一端,所述增益介质发出的光经所述第一谐振腔形成所述第一频率激光,所述增益介质发出的光经所述第二谐振腔形成所述第二频率激光。所述共程光路段和非共程光路段形成线形的谐振腔单元,所述共程光路段包括第一共程段和第二共程段,所述耦合单元、所述第一共程段、所述非共程光路段、所述第二共程段和所述输出单元依序设置,所述增益介质设置于所述第一共程段和/或第二共程段,所述第一共程段通过第一偏振分光单元连接所述第一偏振段的一端和第二偏振段的一端,所述第二共程段通过第二偏振分光单元连接所述第一偏振段的另一端和第二偏振段的另一端。所述共程光路段和非共程光路段形成线形的谐振腔单元,所述共程光路段包括第三共程段,所述耦合单元、所述第三共程段、所述非共程光路段和所述输出单元依序设置,所述增益介质设置于所述第三共程段,所述第三共程段通过第三偏振分光单元连接所述第一偏振段和第二偏振段。所述输出单元设置于所述共程光路段;或者,所述输出单元包括设置于所述第一偏振段的第一输出单元和设置于所述第二偏振段的第二输出单元。在所述共程光路段设有一单纵模单元,或者在所述第一偏振段和第二偏振段各设有一单纵模单元。在所述第一偏振段和/或第二偏振段设有可调衰减单元。所述共程光路段、第一偏振段及第二偏振段的传输媒介均为光纤。所述共程光路段、第一偏振段及第二偏振段的传输媒介均为自由空间。所述共程光路段的传输媒介为自由空间,所述第一偏振段及第二偏振段的传输媒介为光纤;或者,所述共程光路段的传输媒介为光纤,所述第一偏振段及第二偏振段的传输媒介为自由空间。本技术提供的双频光源装置具有如下优点:1、该双频光源装置存在两个谐振腔(第一谐振腔和第二谐振腔),这两个谐振腔有共同的部分(共程光路段),也有不同的部分(第一偏振段和第二偏振段),第一偏振段和第二偏振段的光程不同,导致第一谐振腔和第二谐振腔产生不同的频率,获得双频激光,该双频光源装置不同于两个独立的单频光源的组合,第一谐振腔和第二谐振腔共用相同的增益介质、相同的泵浦单元,因此产生的双频激光在经过偏振态调整一致后能够实现外差干涉,可用于多种物理量的精密测量,而两个独立的单频激光产生的激光不能发生外差干涉。2、由于存在非共程光路,第一偏振段和第二偏振段相互独立,因此调整其中一个激光谐振腔的频率不会影响另外一个激光谐振腔的频率,因此改变频率便捷,还能实现宽带的频率调节范围;3、由于存在共程光路段,使得温度等外界环境变化对两个谐振腔的频率影响基本相同,在利用第一频率激光和第二频率激光进行外差干涉时,其频率差值可以抵消这种影响,因此该双频光源装置具有较强的抗干扰性。附图说明图1是本技术第一实施例提供的第一种双频光源装置结构示意图;图2是本技术第一实施例提供的第二种双频光源装置结构示意图;图3是本技术第二实施例提供的一种双频光源装置结构示意图;图4是本技术第三实施例提供的一种双频光源装置结构示意图;图5是本技术第四实施例提供的第一种双频光源装置结构示意图;图6是本技术第四实施例提供的第二种双频光源装置结构示意图;图7是本技术第五实施例提供的一种双频光源装置结构示意图;图8是本技术第六实施例提供的一种双频光源装置结构示意图;图9是本技术第本文档来自技高网
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一种双频光源装置

【技术保护点】
一种双频光源装置,其特征在于,包括泵浦单元、谐振腔单元以及用于将所述泵浦单元发出的泵浦光耦合至所述谐振腔单元的耦合单元;所述谐振腔单元包括共程光路段和非共程光路段,所述共程光路段设有增益介质,所述非共程光路段包括独立传输且光程不同的第一偏振段和第二偏振段,所述第一偏振段和第二偏振段传输的激光偏振方向不同;所述共程光路段和所述第一偏振段构成第一谐振腔,所述共程光路段和所述第二偏振段构成第二谐振腔;所述双频光源装置还包括用于将所述第一谐振腔产生的第一频率激光和所述第二谐振腔产生的第二频率激光输出的输出单元。

【技术特征摘要】
1.一种双频光源装置,其特征在于,包括泵浦单元、谐振腔单元以及用于将所述泵浦单元发出的泵浦光耦合至所述谐振腔单元的耦合单元;所述谐振腔单元包括共程光路段和非共程光路段,所述共程光路段设有增益介质,所述非共程光路段包括独立传输且光程不同的第一偏振段和第二偏振段,所述第一偏振段和第二偏振段传输的激光偏振方向不同;所述共程光路段和所述第一偏振段构成第一谐振腔,所述共程光路段和所述第二偏振段构成第二谐振腔;所述双频光源装置还包括用于将所述第一谐振腔产生的第一频率激光和所述第二谐振腔产生的第二频率激光输出的输出单元。2.如权利要求1所述的双频光源装置,其特征在于,所述共程光路段和非共程光路段形成环形的谐振腔单元,所述共程光路段包括位于所述非共程光路段一侧的第一共程段和位于所述非共程光路段另一侧的第二共程段,所述第一共程段通过第一偏振分光单元连接所述第一偏振段的一端和第二偏振段的一端,所述第二共程段通过第二偏振分光单元连接所述第一偏振段的另一端和第二偏振段的另一端,所述增益介质发出的光经所述第一谐振腔形成所述第一频率激光,所述增益介质发出的光经所述第二谐振腔形成所述第二频率激光。3.如权利要求1所述的双频光源装置,其特征在于,所述共程光路段和非共程光路段形成线形的谐振腔单元,所述共程光路段包括第一共程段和第二共程段,所述耦合单元、所述第一共程段、所述非共程光路段、所述第二共程段和所述输出单元依序设置,所述增益介质设置于所述第一共程段和/或第二共程段,所述第一共程段通过第一偏振分光单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:文侨梁国文李冀
申请(专利权)人:深圳大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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