【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器主动波长稳定方法
本专利技术涉及精密测量领域，具体涉及一种小型化、易集成、低成本的半导体激光器主动波长稳定方法。
技术介绍
激光干涉仪由于其测量精度高、测量速度快等特点，常被用作纳米定位平台的位移反馈装置。目前市场上商用激光干涉仪都使用氦氖激光器产生激光，整体体积较大，无法集成在纳米定位平台上。半导体激光器由于其体积小、易集成、价格低等特点，常被用作为小型激光干涉仪的光源。例如，用作纳米定位平台位移反馈装置的光源。激光干涉仪在测量过程以激光器输出波长为测量基准。由于温度、机械振动、放电电流、空气扰动等环境因素的变化，会导致半导体激光器谐振腔腔长以及空气折射率的变化。从而使得激光器输出波长产生波动，引起激光干涉仪的测量误差。因此，为了提高半导体激光干涉仪的测量精度，必须对半导体激光器输出波长进行稳定。激光器波长的稳定方法分为：被动波长稳定方法和主动波长稳定方法。被动波长稳定方法主要是对引起波长变化的变量进行控制。温度、机械振动、激光器激励电流、大气扰动等变量都会导致激光器波长的变化。所以，常采用恒温、恒...
【技术保护点】
1.一种半导体激光器主动波长稳定方法，其特征在于，包括波长误差监测和波长稳定两部分；其中所述波长误差监测部分用于实时监测半导体激光器输出波长的变化，所述波长稳定部分用于实现半导体激光器输出波长的高精度稳定控制；/n波长误差监测部分包括半导体激光器(1)、第一聚焦透镜(8)、第二聚焦透镜(10)、第一四象限光电探测器(9)、第二四象限光电探测器(11)、第二温度传感器(7)、透射式衍射光栅(6)、数据处理系统；半导体激光器(1)发出的激光通过透射式衍射光栅(6)产生±1级衍射光；-1级衍射光通过第一聚焦透镜(8)后打在第一四象限光电探测器(9)上，-1级衍射角的变化由第一四象...
【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器主动波长稳定方法，其特征在于，包括波长误差监测和波长稳定两部分；其中所述波长误差监测部分用于实时监测半导体激光器输出波长的变化，所述波长稳定部分用于实现半导体激光器输出波长的高精度稳定控制；
波长误差监测部分包括半导体激光器(1)、第一聚焦透镜(8)、第二聚焦透镜(10)、第一四象限光电探测器(9)、第二四象限光电探测器(11)、第二温度传感器(7)、透射式衍射光栅(6)、数据处理系统；半导体激光器(1)发出的激光通过透射式衍射光栅(6)产生±1级衍射光；-1级衍射光通过第一聚焦透镜(8)后打在第一四象限光电探测器(9)上，-1级衍射角的变化由第一四象限光电探测器(9)测得；+1级衍射光通过第二聚焦透镜(10)后打在第二四象限光电探测器(11)上，+1级衍射角的变化由第二四象限光电探测器(11)测得；当环境温度变化时，透射式衍射光栅基底材料发生热胀冷缩，导致光栅栅距发生变化；通过第二温度传感器(7)探测出透射式衍射光栅基底材料的温度变化；当半导体激光器输出波长变化时，会导致±1级衍射光衍射角发生变化，该角度由第一四象限光电探测器(9)和第二四象限光电探测器(11)测得；半导体激光器的波长通过光栅衍射公式计算得到；利用数据处理系统计算出了半导体激光器不同时刻的输出波长；其中将前后不同时刻输出波长差值与控制目标波长范围进行比较，实现半导体激光器输出波长的变化量Δλ监测；
波长稳定部分包括：电热丝(3)、铜片(4)、第一温度传感器(2)；波长稳定部分是将波长误差监测部分测得的半导体激光器输出波长误差Δλ作为反馈信号，根据波长变化量Δλ、电热丝驱动电压和电热丝温度的关系，经数据处理系统，对电热丝驱动电压进行PID控制；进而通过改变缠绕在半导体激光器外壳上电热丝的温度来改变半导体激光器的输出波长，以实现半导体激光器输出波长的主动稳定。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器主动波长稳定方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一：设定好半导体激光器(1)的波长变化量Δλ需要达到的目标波长变化范围[-Δλ目标，Δλ目标]，根据该目标波长变化范围确定缠绕在半导体激光器(1)外壳上电热丝温度的控制范围；
步骤二：通过第一温度传感器(2)测得半导体激光器(1)温度，改变电热丝(3)两边驱动电压，使得半导体激光器(1)达到预设...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡引娣，文志祥，谢波，凌四营，范光照，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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