一种基于单激光器的双色相干光生成系统技术方案

本申请的实施例公开了一种基于单激光器的双色相干光生成系统，该系统包括：驱动电路、微波源、耦合器、激光器以及薄膜滤光片，其中，所述驱动电路用于输出电流信号；所述微波源用于输出射频信号；所述耦合器用于将所述射频信号耦合至所述电流信号，以驱动所述激光器输出频率调制的多色激光光谱；所述薄膜滤光片用于对所述多色激光光谱进行处理以生成双色相干光。本申请能够实现利用单个激光器即可生成双色相干光的目的，且该双色相干光强度以及偏振特性完全一致，具有完全相干的优点，进一步，采用单个激光器生成双色相干光能够节约成本，具有实际的应用前景。有实际的应用前景。有实际的应用前景。

A bichromatic dry light generation system based on a single laser

【技术实现步骤摘要】
一种基于单激光器的双色相干光生成系统


[0001]本申请涉及光学
更具体地，涉及一种基于单激光器的双色相干光生成系统。

技术介绍

[0002]现有的激光器可分为单模激光器和多模激光器，其中，单模激光器输出单一波长的激光，多模激光器输出多个波长的激光。多模激光器可输出多个波长的激光，但不同波长之间并没有相干特性；单模激光器可在微波调制的情况下输出多色相干的激光光谱，但由于光谱数量比较多，在应用过程中会造成光谱背景噪声，从而无法在更高精度的原子谱线测量中应用。
[0003]现有技术中，为实现双色相干光，采用两个单模激光器通过互注入锁定的方法来实现，然而，目前还没有单个激光器可输出双色相干的激光光谱。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题中的至少一个，本申请的一个实施例提供了一种基于单激光器的双色相干光生成系统，该系统包括：驱动电路、微波源、耦合器、激光器以及薄膜滤光片，其中，
[0005]所述驱动电路用于输出电流信号；
[0006]所述微波源用于输出射频信号；
[0007]所述耦合器用于将所述射频信号耦合至所述电流信号，以驱动所述激光器输出频率调制的多色激光光谱；
[0008]所述薄膜滤光片用于对所述多色激光光谱进行处理以生成双色相干光。
[0009]在一个具体实施例中，所述薄膜滤光片包括第一透光面和第二透光面，其中，所述第一透光面与所述第二透光面平行。
[0010]在一个具体实施例中，所述薄膜滤光片还包括透光介质以及设置于所述第一透光面与所述第二透光面上的薄膜。
[0011]在一个具体实施例中，所述透光介质的介质折射率、介质厚度与所述双色相干光的透射峰间距相关。
[0012]在一个具体实施例中，所述薄膜的反射率与所述双色相干光的透射峰间距及透射峰半高宽相关。
[0013]在一个具体实施例中，所述透光介质的介质折射率、介质厚度、所述双色相干光的透射峰间距满足：
[0014][0015]其中，Δf表示所述透射峰间距；c表示光在真空中的传播速度；n表示所述介质折射率；d表示所述介质厚度。
[0016]在一个具体实施例中，所述薄膜的反射率满足：
[0017][0018]其中，Δf
1/2
表示所述透射峰半高宽；Δf表示所述透射峰间距；R表示所述薄膜的反射率。
[0019]在一个具体实施例中，所述薄膜滤光片包括两个透射峰，其中，所述透射峰用于透射所述多色激光光谱中所需的边带，并滤除不需要的边带，以生成双色相干光。
[0020]在一个具体实施例中，所述双色相干光幅度相同、偏振相同，具有完全相干性。
[0021]在一个具体实施例中，所述系统还包括：
[0022]波片，用于调整所述多色激光光谱的偏振特性。
[0023]本申请的有益效果如下：
[0024]本申请针对目前现有问题，制定一种基于单激光器的双色相干光生成系统，通过设置区别于传统技术的薄膜滤光片对多色激光光谱进行处理，能够实现利用单个激光器即可生成双色相干光的目的，且该双色相干光强度以及偏振特性完全一致，具有完全相干的优点，进一步，采用单个激光器生成双色相干光能够节约成本，具有实际的应用前景。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1示出本申请一个实施例所述的一种基于单激光器的双色相干光生成系统的结构示意图。
[0027]图2示出本申请的一个实施例所述的多色激光光谱的示意图。
[0028]图3示本申请的一个实施例所述的薄膜滤光片的透射特性的示意图。
[0029]图4示出本申请的一个实施例所述的双色相干光的光谱的示意图。
具体实施方式
[0030]为了更清楚地说明本申请，下面结合优选实施例和附图对本申请做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本申请的保护范围。
[0031]如图1所示，本申请的一个实施例提供了一种基于单激光器的双色相干光生成系统，该系统包括：驱动电路100、微波源102、耦合器104、激光器106以及薄膜滤光片108，其中，
[0032]所述驱动电路100用于输出电流信号；所述微波源102用于输出射频信号；所述耦合器104用于将所述射频信号耦合至所述电流信号，以驱动所述激光器输出频率调制的多色激光光谱；所述薄膜滤光片用于对所述多色激光光谱进行处理以生成双色相干光。
[0033]在一个具体示例中，激光器在电流信号作用下能够输出单模激光；微波源输出的射频信号能够对激光器进行幅度调制，使得激光器输出频率调制的激光光谱；耦合器能够
将射频信号耦合至电流信号，以驱动所述激光器输出频率调制的多色的激光光谱，其多色的激光光谱如图2所示，横坐标代表激光频率，纵坐标代表激光强度，其中，光谱间距等于微波频率，光谱各边带的强度与微波功率相关，所有光谱是相干的，具有相同的光谱特性。
[0034]本实施例中，薄膜滤光片采用一种透光介质材料，例如玻璃或晶体，薄膜滤光片包括第一透光面和第二透光面，第一透光面和第二透光面精确平行并在两个透光面上镀有一层具有一定厚度的薄膜，其中，薄膜对所需的波长具有很高的反射率，其中，所述薄膜的反射率与所述双色相干光的透射峰间距及透射峰半高宽相关，具体满足：
[0035][0036]其中，Δf
1/2
表示所述透射峰半高宽；Δf表示所述透射峰间距；R表示所述薄膜的反射率。
[0037]进一步，薄膜滤光片的透光介质材料的选择与透射光的波长相关，要求透光介质对透射光具有很高的透过率，介质折射率、介质厚度与透射峰间距的要求相关，也就是说，透光介质的介质折射率与介质厚度能够通过透射峰间距获得，具体满足：
[0038][0039]其中，Δf表示所述透射峰间距；c表示光在真空中的传播速度；n表示所述介质折射率；d表示所述介质厚度。
[0040]基于上述对薄膜以及透光介质的设计后的薄膜滤光片的透射特性如图3所示，具有两个透射峰，透射峰的透射率可达90％以上，对激光光谱的损耗很小。此外，该薄膜滤光片对透射峰以外的光谱具有很高的抑制能力，可将无用光谱能量降到20％以下。
[0041]本示例中的薄膜滤光片，只对两个波长的激光具有透射性，其波长频差覆盖范围大，滤波带宽窄，可达MHz量级，具有普通滤光片无法实现的性能。
[0042]激光器输出如图2所示的多色激光光谱后，在经过上述薄膜滤光片的处理后，能够透射激光光谱中所需的两个边带，并滤除不需要的边带。例如，如图4所示，多色激光光谱中只剩下
±
1级边带，即生成了双色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单激光器的双色相干光生成系统，其特征在于，包括：驱动电路、微波源、耦合器、激光器以及薄膜滤光片，其中，所述驱动电路用于输出电流信号；所述微波源用于输出射频信号；所述耦合器用于将所述射频信号耦合至所述电流信号，以驱动所述激光器输出频率调制的多色激光光谱；所述薄膜滤光片用于对所述多色激光光谱进行处理以生成双色相干光。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述薄膜滤光片包括第一透光面和第二透光面，其中，所述第一透光面与所述第二透光面平行。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述薄膜滤光片还包括透光介质以及设置于所述第一透光面与所述第二透光面上的薄膜。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述透光介质的介质折射率、介质厚度与所述双色相干光的透射峰间距相关。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述薄膜的反射率与所述双色相干光的透射峰间距及透射峰半高宽相关。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振伟，李春景，
申请(专利权)人：北京飞秒留声科技有限公司，
类型：发明
国别省市：