利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其包括半导体激光器、第一分束单元、移频单元、光传输装置、Rb原子饱和吸收单元、第二分束单元、超稳腔探测单元、信号监视单元几大部分。通过移频单元进行粗、细调移频频率，使得Rb原子饱和吸收峰的功率趋近超稳腔透射功率，并使用功率计测量不同频率处的超稳腔透射功率，以此分析激光器线宽。测量调节过程简便快速高效，由于超稳腔是被动稳定装置，无需引入新的光源元件，测量装置的核心部分用光纤耦合，方便切换不同光源，装置整体结构简洁、结果准确、方便使用。方便使用。方便使用。

【技术实现步骤摘要】
利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置


[0001]本专利技术属于光学特性测试设备
，具体涉及一种利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置。

技术介绍

[0002]激光具有良好的方向性和单色性，基于其高频、快速、低噪和抗干扰的特性，在遥感、通信、传感和监测领域有着重要的应用，在其他领域中的应用正在展开研究。激光的线宽是其频率谱的半高全宽，在理想情况下为零的情况下，对于检测线宽系统的精度和灵敏度有很大影响。由于受环境温度、机械结构和反馈光栅的稳定性的影响，锁定于饱和吸收系统的半导体激光器线宽约为300KHz~1MHz。如何精确测量锁定后的激光器线宽对于激光的应用及研究至关重要。
[0003]目前主要采用延时光纤自差拍法来测量锁定后的激光器线宽，但这种测量方法存在以下问题：第一、使用空间光匹配的不等臂差拍系统进行测量，由于光斑完全匹配、耦合镜的稳定性的问题，获得的差拍信号稳定性差，测得的结果较实际线宽差50%以上；第二、使用全光纤匹配的不等臂差拍系统进行测量，其稳定性优于空间光匹配的不等臂差拍系统，但光纤引入的拉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：包括有半导体激光器（0）、所述半导体激光器（0）输出的激光依次经过光隔离器（1）、第一分束单元（2）后分成测量光（a）和频标光（b），所述测量光（a）经过移频单元（3）进行粗调移频频率，完成饱和吸收峰与超稳腔透射峰之间的频率对准，对准后的测量光（a）通过光纤耦合镜组合（5）进入光传输装置（6）中，再经过第二分束单元（8）分成进入超稳腔探测单元（10）的透射光（c）和进入信号监视单元（11）的反射光（d），所述超稳腔探测单元（10）用于测量锁定半导体激光器（0）后的透射光（c）的透射功率、以及通过移频单元（3）进行细调移频频率后的透射光（c）的透射功率，并通过不同频率的透射光（c）的透射功率分析锁定于Rb原子饱和吸收峰的半导体激光器（0）的线宽，所述信号监视单元（11）通过监视反射光（d）的频率谱，便于观察Rb原子饱和吸收峰与超稳腔透射峰之间的共振频率差异，以此通过移频单元（3）对透射光（c）进行粗调移频频率，所述频标光（b）经过Rb原子饱和吸收单元（4）后输出两束功率接近的吸收光和饱和吸收光，再分别经过两个第一雪崩光电二极管（7）后进入到同一减法器（12）中，由其相减后形成为消多普勒背景饱和吸收信号，用来半导体激光器（0）的锁定。2.根据权利要求1所述利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：所述移频单元（3）包括依次设置在所述测量光（a）传输线路上的200mm焦距的第一透镜（301）、第一45
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全反镜（302）、声光调制器（303）、200mm焦距的第二透镜（305），在所述声光调制器（303）上有来自于驱动模块（304）的射频信号，用来改变移频单元（3）输出测量光（a）的频率。3.根据权利要求2所述利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：所述驱动模块（304）由压控振荡器和功率放大器组成，压控振荡器由电压驱动产生射频信号，经过功率放大器放大后输入到声光调制器（303）上，通过改变压控振荡器加载的电压而改变其输出的频率，经过功率放大器使其输出功率达到移频单元（3）能够工作的最佳状态。4.根据权利要求1至3中任一项所述利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：所述Rb原子饱和吸收单元（4）包括设置在所述频标光（b）传输线路上的厚基片（401），所述厚基片（401）将入射的频标光（b）分为前表面反射光、后表面反射光和透射光三束，所述前表面反射光、后表面反射光分别从Rb原子池（402）射出，其中前表面反射光经过Rb原子池（402）形成吸收光，再经过分束镜（404）进入到其中一个所述第一雪崩光电二极管（7）中，所述透射光依次经过第二45
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全反镜（405）和第三45
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全反镜（406）射入到分束镜（404）上，并与后表面反射光汇集，使后表面反射光透为饱和吸收光，再进入到另外一个所述第一雪崩光电二极管（7）中，所述Rb原子池（402）由加热器（403）进行加热。5.根据权利要求4所述利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：在所述分束镜（404）上镀有半部分反射膜，使其作为部分反射和部分透射，用于将厚基片（401）的后表面反射光与透射光重合，形成所述饱和吸收光。6.根据权利要求5所述利用超稳腔测量锁定在吸收谱的半导体激光器线宽的装置，其特征在于：所述加热器（403）包括套设在所述Rb原子池（402）上的塑料圈、以及用来放置其整体的铝壳，在所述铝壳外边缠绕加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海龙，王海，李淑静，刘超，高雁，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：