一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，包括：泵浦激光模块，泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；激光腔模块，激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，单块全反射激光腔通过耦合棱镜接收泵浦光束，生成双频激光光束；光电探测模块，对双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。本发明专利技术通过泵浦激光模块发射泵浦光束，入射到单块全反射激光腔中被激光腔的介质材料所吸收转换成激光所需的增益，发射两种非共面光学模式和两种频率的激光光束，进而获得双频激光光束，通过光电探测模块对双频激光光束的拍频，获得光生微波信号，产生很低相位噪声的双频激光光束和光生微波信号。

【技术实现步骤摘要】
一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置
本专利技术属于激光技术和微波
，更具体地，涉及一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置。
技术介绍
双频激光光源与光生微波信号在涉及激光干涉仪、激光雷达、微波通信等领域有着广泛的应用。目前，该类型光源可以通过在单频光源基础上加入频率转换光电元件获得，亦可在设计好的激光装置中直接产生双频的激光。通常的双频激光装置主要包含光纤、半导体和固体激光器三种类型。其中，双频光纤激光器可通过设计激光器中光纤光栅组件的滤波特性获得双频激光，而半导体及固体激光器则可利用双折射现象分出路径不同、偏振相互垂直的两个激光模式产生双频激光。这几种双频激光产生的方式虽然能够具有较好的频率差调节性，但在实现方式上具有一定的复杂性，且不能具备很低的双频激光噪声性能，因此，所产生的光生微波信号的相位噪声性能也有一定局限性。因此，如何实现产生低噪声双频激光和光生微波源成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，包括：泵浦激光模块，所述泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为所述激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；激光腔模块，所述激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，所述单块全反射激光腔通过所述耦合棱镜接收所述泵浦光束，生成双频激光光束；光电探测模块，对所述双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。可选的，所述单块全反射激光腔采用带有增益特性的光学介质材料。可选的，所述单块全反射激光腔具备圆偏振的非共面光学谐振模式。可选的，所述单块全反射激光腔为为非共面腔体，包括腔体和多个不平行的反射界面。可选的，所述泵浦光束经过耦合棱镜进入所述单块全反射激光腔，被所述腔体吸收转换为激光波长的增益后，发射两种光学谐振模式的光束，所述两种光学谐振模式的光束经过多个反射界面的反射后，通过所述耦合棱镜输出，获得双频激光光束。可选的，所述多个不平行的反射界面提供全内反射。可选的，所述圆偏振的非共面的光学谐振模式符合空间分配非对称的拉盖尔高斯模式特性。可选的，所述光电探测模块通过分光片接收所述耦合棱镜输出的双频激光光束，并对所述双频激光光束进行拍频，生成光生微波信号。可选的，所述产生低噪声双频激光与光生微波的装置还包括温度调谐模块，所述温度调谐模块设置于所述单块全反射激光腔的上表面或下表面，所述温度调谐模块对所述单块全反射激光腔内的温度进行检测与控制，以便改变所述光学谐振模式的有效光程。可选的，所述产生低噪声双频激光与光生微波的装置还包括压电调谐模块，所述压电调谐模块设置于所述单块全反射激光腔的上表面或下表面，用于使所述压电调谐模块的压电陶瓷对所述单块全反射激光腔腔体的光学介质材料施加应力，改变所述光学介质材料的折射率，以便改变所述光学谐振模式的有效光程。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的产生低噪声双频激光的装置通过泵浦激光模块发射泵浦光束，通过耦合棱镜耦合进到单块全反射激光腔中被激光腔的介质材料所吸收转换成激光波长的增益，发射两种非共面光学模式和两种频率的激光光束，进而获得双频激光光束，通过光电探测模块对双频激光光束的拍频，获得光生微波信号，由于两种模式两种频率的激光光束具备共同或极为相近的非共面光程，因此双频激光之间享有同样或极为相近的光程噪声，具备很低的相位噪声，相应的，光生微波信号也具有很低的相位噪声，使得该装置能够产生很低相位噪声的双频激光光束和光生微波信号，且具有简单、易用且结构紧凑稳定的特点。本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的连接示意图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的单块全反射激光腔中拉盖尔高斯模式的频率示意图。图3a和图3b示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的非对称的拉盖尔高斯模式理论计算示意例图。图4a示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第一光学谐振模式生成的单频激光光束的光场轮廓图。图4b示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第二光学谐振模式生成的单频激光光束的光场轮廓图。图4c示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第一光学谐振模式和第二光学谐振模式生成的双频激光光束的光场轮廓图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的另两种光学谐振模式生成的双频激光光束的光场轮廓图。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第一光学谐振模式和第二光学谐振模式生成的双频激光光束的光谱图图例。图7示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第一光学谐振模式和第二光学谐振模式生成的双频激光光束在扫描FP干涉仪上的光谱图例。图8示出了根据本专利技术的一个实施例的产生低噪声双频激光与光生微波的装置的第一光学谐振模式和第二光学谐振模式生成的双频激光光束通过拍频获得的微波信号频谱例。附图标记说明：1、泵浦激光模块；2、单块非共面激光腔；3、温度调谐模块；4、压电调谐模块；5、泵浦光束；6、双频激光光束；7、耦合棱镜；8、分光片；9、光电探测模块；201、入射耦合界面；202、第一反射界面；203、第二反射界面；204、第三反射界面；601、第一双频输出光束；602、第二双频输出光束II；701、入射棱镜全反射面；f1、第一光学谐振模式的工作频率；f2、第二光学谐振模式的工作频率；11、第一光学谐振模式；12、第二光学谐振模式；13、第三光学谐振模式；14、第四光学谐振模式；15、第五光学谐振模式；16、第六光学谐振模式。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施例。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，包括：泵浦激光模块，泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；激光腔模块，激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，单块全反射激光腔通过耦合棱镜接收泵浦光束，生成双频激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，包括：/n泵浦激光模块，所述泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为所述激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；/n激光腔模块，所述激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，所述单块全反射激光腔通过所述耦合棱镜接收所述泵浦光束，生成双频激光光束；/n光电探测模块，对所述双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，包括：
泵浦激光模块，所述泵浦激光模块发射泵浦光束至激光腔模块，为所述激光腔模块提供出射激光所需的外部能源激励；
激光腔模块，所述激光腔模块包括单块全反射激光腔和耦合棱镜，所述单块全反射激光腔通过所述耦合棱镜接收所述泵浦光束，生成双频激光光束；
光电探测模块，对所述双频激光光束进行拍频，获得光生微波信号。


2.根据权利要求1所述的产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，所述单块全反射激光腔采用带有增益特性的光学介质材料。


3.根据权利要求2所述的产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，所述单块全反射激光腔具备圆偏振的非共面光学谐振模式。


4.根据权利要求3所述的产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，所述单块全反射激光腔为非共面腔体，包括腔体和多个不平行的反射界面。


5.根据权利要求4所述的产生低噪声双频激光与光生微波的装置，其特征在于，所述泵浦光束经过耦合棱镜进入所述单块全反射激光腔，被所述腔体吸收转换为激光波长的增益后，发射两种光学谐振模式的光束，所述两种光学谐振模式的光束经过多个反射界面的反射后，通过所述耦合棱镜输出，获得双频激光光束。

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【专利技术属性】
技术研发人员：林国平，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44