一种激光频率测量装置和激光频率稳定装置制造方法及图纸

本申请提供一种激光频率测量装置及激光频率稳定装置，所述激光频率测量装置，包括激光选择光开关光学单元，激光选择光开关光学单元包括声光可调滤波器，利用声光可调滤波器的波长选择特性，实现宽带单模多波长激光光束分时切换选择，采用声光可调滤波器代替现有技术中的多模MEMS光开关，从而实现宽带单模多波长激光频率测量，提高宽带多波长激光频率测量的精度。激光频率稳定装置，包括上面所述的激光频率测量装置和反馈电路单元，所述反馈电路单元可以集成在所述波长计中，也可以为外加的一个模块，如多通道DAC数据采集硬件，从而能够稳定外部连接的单频激光器输出的激光光束的频率，实现单频激光器的频率稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种激光频率测量装置和激光频率稳定装置
本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种激光频率测量装置和激光频率稳定装置。
技术介绍
近年来，波长计测量频率的精度大幅提高，例如德国某公司的波长计可以提供从可见光到近红外波段范围内低至2MHz的绝对波长精度，该精度已经能覆盖绝大部分激光频率稳定的应用需求。由于波长计测量频率的便利性，目前很多高精度频率稳定应用开始采用波长计进行频率锁定或者扫频控制，如激光冷却技术、原子分子光谱测量、钛宝石激光器波长稳定和控制等。波长计一般允许通过分时测量的方式获取多个激光器的频率，即具有多波长测量功能。但由于分时测量特性，该功能需要与多通道光开关(OpticalSwitch)相结合同步使用。当前多波长测量应用普遍采用微机电MEMS(MicroElectro-MechanicalSystem)光开关，该器件具有成本低，体积小，集成度高，易于规模化等一系列优势。MEMS光开关分为单模MEMS光开关和多模MEMS光开关两种。由于光传输波导的限制，单模MEMS光开关带宽有限，只能传输特定波段范围内的光波长。与之相比，多模MEMS光开关对波长的带宽要求较低，因此，当前波长计测量宽带多波长的应用只能采用多模MEMS光开关，但由于多模MEMS光开关存在严重的模式色散和散斑现象，导致测量精度很低，与单模光束波长测量相比，一般低一个量级以上。因此，如何提供一种激光频率(波长)测量装置，以提高现有技术中的测量精度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种激光频率测量装置，以解决现有技术中无法采用单模MEMS光开关，只能采用多模MEMS光开关实现宽带多波长激光频率测量时，精度较差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种激光频率测量装置，应用于宽带单模多波长激光频率的测量，所述激光频率测量装置包括：激光选择光开关光学单元、激光选择光开光驱动单元、波长计和宽带光纤；所述激光选择光开关光学单元包括至少两个第一光纤耦合器、一个反射镜和至少一个二向色反射镜、声光可调滤波器和第二光纤耦合器；所述第一光纤耦合器用于耦合并发出激光光束；所述反射镜和所述至少一个二向色反射镜与所述第一光纤耦合器一一对应设置，且所述至少一个二向色反射镜位于所述反射镜和所述声光可调滤波器之间，所述反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光至所述声光可调滤波器，所述二向色反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光光束至所述声光可调滤波器，透射其他所述第一光纤耦合器发出的激光光束；所述声光可调滤波器与所述激光选择光开光驱动单元相连，在所述激光选择光开光驱动单元的驱动下，用于接收所述反射镜和所有所述二向色反射镜反射的光束，并选择单模激光光束衍射输出；所述第二光纤耦合器接收所述声光可调滤波器的输出的单模激光光束，并通过所述宽带光纤输出至所述波长计；所述波长计与所述激光选择光开光驱动单元进行通信，获取所述单模激光光束的激光信号，并测量所述单模激光光束的频率。优选地，还包括至少一个单模微机电光开关，一个所述单模微机电光开关与所述至少两个第一光纤耦合器中的一个的输入端相连。优选地，所述波长计与所述激光选择光开关驱动电路单元相连，通过波长计多通道测量寻址信号与所述激光选择光开关驱动电路单元进行寻址，使得所述波长计获取所述单模激光光束的激光信号。优选地，还包括：计算机；所述波长计通过所述计算机与所述激光选择光开关驱动电路单元相连。优选地，所述激光选择光开关驱动电路单元包括：电源、微处理器和直接数字式频率合成器；所述微处理器和所述直接数字式频率合成器相连，实现相互通信；所述直接数字式频率合成器包括微波输出端口，所述微波输出端口用于连接所述声光可调滤波器，并发送微波信号，对所述激光选择光开关光学单元进行驱动控制；所述微处理器还包括多个I/O接口，用于连接外部结构；所述电源用于为所述微处理器和所述直接数字式频率合成器提供电能。优选地，所述宽带光纤为宽带光子晶体光纤。本专利技术还提供一种激光频率稳定装置，包括：上面任意一项所述的激光频率测量装置和反馈电路单元，其中，所述反馈电路单元集成在所述波长计中；所述反馈电路单元用于接收所述波长计的测量结果，并输出反馈电信号至外部单频激光器，以稳定所述单频激光器输出的激光光束的频率。本专利技术还提供另外一种激光频率稳定装置，包括：多通道DAC数据采集硬件和上面包括个人计算机的激光频率测量装置；所述多通道DAC数据采集硬件包括输入接口和输出端；所述计算机分别与所述波长计的输出端、所述激光选择光开关驱动电路单元、所述多通道DAC数据采集硬件的输入接口相连，实现所述波长计、所述激光选择光开关驱动电路单元和所述多通道DAC数据采集硬件之间的通信；所述多通道DAC数据采集硬件的输出端用于输出反馈电信号至外部单频激光器，以稳定所述单频激光器输出的激光光束的频率。本专利技术还提供另外一种激光频率稳定装置，包括：多通道DAC数据采集硬件和上面不包括个人计算机的任意一项所述的激光频率测量装置；所述多通道DAC数据采集硬件包括第一接口、第二接口和输出端；其中，所述第一接口与所述波长计的输出端相连；所述第二接口与所述激光选择光开关驱动电路单元相连；所述多通道DAC数据采集硬件用于实现所述波长计和所述激光选择光开关驱动电路单元之间的通信，并通过所述多通道DAC数据采集硬件的输出端输出反馈电信号至外部单频激光器，以稳定所述单频激光器输出的激光光束的频率。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的激光频率测量装置，包括激光选择光开关光学单元、激光选择光开光驱动单元、波长计和宽带光纤，其中，激光选择光开关光学单元包括声光可调滤波器，利用声光可调滤波器的波长选择特性，实现宽带单模多波长激光光束分时切换选择，采用声光可调滤波器代替现有技术中的多模MEMS光开关，从而输入至波长计的激光为单模模式，进而实现宽带单模多波长激光频率测量，提高宽带多波长激光频率测量的精度。另外，本专利技术还提供一种激光频率稳定装置，包括上面所述的激光频率测量装置和反馈电路单元，所述反馈电路单元可以集成在所述波长计中，也可以为外加的一个模块，如多通道DAC数据采集硬件，从而能够输出反馈电信号至外部单频激光器，用于稳定外部连接的单频激光器输出的激光光束的频率，实现单频激光器的频率稳定，所述频率稳定包括频率锁定和扫频。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种激光频率测量装置结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种激光选择光开关光学单元结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种激光选择光开关驱动电路单元结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种激光频率稳定装置结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种激光频率稳定装置结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种激光频率稳定装置结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的再一种激光频率稳定装置结构示意图。具体实施方式现有技术中进行激光频率测量时，对于带宽较小的激光可以采用单模MEMS输出后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光频率测量装置，其特征在于，应用于宽带单模多波长激光频率的测量，所述激光频率测量装置包括：激光选择光开关光学单元(4)、激光选择光开光驱动单元(5)、波长计(6)和宽带光纤(15)；所述激光选择光开关光学单元(4)包括至少两个第一光纤耦合器、一个反射镜和至少一个二向色反射镜、声光可调滤波器(47)和第二光纤耦合器(48)；所述第一光纤耦合器用于耦合并发出激光光束；所述反射镜和所述至少一个二向色反射镜与所述第一光纤耦合器一一对应设置，且所述至少一个二向色反射镜位于所述反射镜和所述声光可调滤波器(47)之间，所述反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光至所述声光可调滤波器(47)，所述二向色反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光光束至所述声光可调滤波器(47)，透射其他所述第一光纤耦合器发出的激光光束；所述声光可调滤波器(47)与所述激光选择光开光驱动单元(5)相连，在所述激光选择光开光驱动单元(5)的驱动下，用于接收所述反射镜和所有所述二向色反射镜反射的光束，并选择单模激光光束衍射输出；所述第二光纤耦合器(48)接收所述声光可调滤波器(47)的输出的单模激光光束，并通过所述宽带光纤(15)输出至所述波长计(6)；所述波长计(6)与所述激光选择光开光驱动单元(5)进行通信，获取所述单模激光光束的激光信号，并测量所述单模激光光束的频率。...

【技术特征摘要】
1.一种激光频率测量装置，其特征在于，应用于宽带单模多波长激光频率的测量，所述激光频率测量装置包括：激光选择光开关光学单元(4)、激光选择光开光驱动单元(5)、波长计(6)和宽带光纤(15)；所述激光选择光开关光学单元(4)包括至少两个第一光纤耦合器、一个反射镜和至少一个二向色反射镜、声光可调滤波器(47)和第二光纤耦合器(48)；所述第一光纤耦合器用于耦合并发出激光光束；所述反射镜和所述至少一个二向色反射镜与所述第一光纤耦合器一一对应设置，且所述至少一个二向色反射镜位于所述反射镜和所述声光可调滤波器(47)之间，所述反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光至所述声光可调滤波器(47)，所述二向色反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光光束至所述声光可调滤波器(47)，透射其他所述第一光纤耦合器发出的激光光束；所述声光可调滤波器(47)与所述激光选择光开光驱动单元(5)相连，在所述激光选择光开光驱动单元(5)的驱动下，用于接收所述反射镜和所有所述二向色反射镜反射的光束，并选择单模激光光束衍射输出；所述第二光纤耦合器(48)接收所述声光可调滤波器(47)的输出的单模激光光束，并通过所述宽带光纤(15)输出至所述波长计(6)；所述波长计(6)与所述激光选择光开光驱动单元(5)进行通信，获取所述单模激光光束的激光信号，并测量所述单模激光光束的频率。2.根据权利要求1所述的激光频率测量装置，其特征在于，还包括至少一个单模微机电光开关，一个所述单模微机电光开关与所述至少两个第一光纤耦合器中的一个的输入端相连。3.根据权利要求1所述的激光频率测量装置，其特征在于，所述波长计(6)与所述激光选择光开关驱动电路单元(5)相连，通过波长计多通道测量寻址信号与所述激光选择光开关驱动电路单元(5)进行寻址，使得所述波长计(6)获取所述单模激光光束的激光信号。4.根据权利要求1所述的激光频率测量装置，其特征在于，还包括：计算机(16)；所述波长计(6)通过所述计算机(16)与所述激光选择光开关驱动电路单元(5)相连。5.根据权利要求1所述的激光频率测量装置，其特征在于，所述激光选择光开关驱动电路单元(5)包括：直接数字式频率合成器(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，卢克·简·于利斯·库蒂里耶，马蒂亚斯·魏德米勒，江玉海，英戈·迪特马尔·诺斯克，胡发超，檀灿竹，乔畅，张善超，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34