一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法技术

本发明专利技术提供一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法，在谐振腔测量光路中利用监视器和光电探测器(PD)分别分析谐振腔腔内外光场，实现腔失调状态快速诊断，完成高效率精密调腔。其中，监视器用于监测腔镜上光斑形态及位置，光电探测器用于记录激光光源经谐振腔后的透射信号光强。在谐振腔粗调准阶段，以腔镜光斑形态及位置作为辅助调腔判据，调节谐振腔参数，使光斑模式处于基横模并位于腔镜中心位置。在精调准阶段，以光电探测器记录的透射光场信号强度作为调腔评价指标，继续调节谐振腔使透射信号光强值达到最大完成谐振腔调节。本方法通过直接监测腔镜上光斑形态，可快速诊断腔失调状态，结构简单，方法新颖，操作方便，调腔效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法


[0001]本专利技术涉及激光
，具体涉及一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法。

技术介绍

[0002]光学谐振腔(简称光腔)是一种光波在其中来回反射从而提供轴向光波模正反馈的空腔。其中，无增益工作介质或虽有工作物质但不考虑其增益的称作无源谐振腔(简称无源腔)。(周炳琨、高以智、陈倜嵘，等.《激光原理》(第7版)[M].北京：国防工业出版社，2014)。无源腔广泛应用于光腔衰荡技术、光纤传感技术等领域，无源腔的精密调节即调腔方法对于相关技术应用具有重要意义。以光腔衰荡技术在高反率测量方面的应用为例，调腔的精度与效率对于其测量结果真实可靠性及测量难度有重要影响。现阶段在光腔衰荡
的谐振腔调腔过程中，如果激光光源为非可见光波段，需额外引入可见光波段的指示光源辅助调腔，如果激光光源为可见光波段，则使谐振腔内激光谐振起来的初调阶段调腔难度比较大，或者为了记录谐振腔透射光场分布以辅助调腔，在谐振腔腔镜后面安装相机采集透射光斑信息。(薛颖，杜星湖，何星等，基于透射光斑形态监测的光腔衰荡调腔方法，中国激光，2020,47(5):0504001)。但这些方法导致光源器件增多，形成了较高的调腔经验门槛，难以测量谐振腔未完全谐振时较弱的腔外透射信号，在实际应用中影响相关技术的应用效果。
[0003]因此，在观察研究腔镜光斑形态的基础上，通过在谐振腔测量光路中引入监视器监控腔镜上光斑形态及位置作为辅助调腔判据，并利用光电探测器同步记录激光光源经谐振腔后的透射信号光强，调节谐振腔参数，实现使腔镜光斑形态处于基横模并位于腔镜中心位置以及透射信号强度达到最大，完成调腔。本方法相比于传统方法，通过直接监测腔镜上光斑形态，可快速诊断腔失调状态，无需引入额外指示光源器件，对光源波长无限制，结构简单，方法新颖，操作方便，调腔效率高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：目前无源谐振腔调腔过程中存在受限于激光波长、初调腔阶段难度大且腔外透射光场信号弱等问题，造成目前调腔过程需额外引入光源器件，调腔经验门槛较高，调腔效率较低等，在实际工程应用中带来一系列技术挑战。
[0005]本专利技术要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法，在谐振腔测量光路中利用监视器和光电探测器(PD)分别记录分析谐振腔腔内外光场，实现腔失调状态快速诊断，调节谐振腔参数，完成高效率精密调腔。
[0006]具体实现步骤如下：
[0007]步骤(1)、搭建谐振腔，向谐振腔的腔内引入激光光束，利用监视器监测谐振腔的腔镜上光斑形态及位置，利用光电探测器(PD)记录谐振腔透射信号光强；
[0008]谐振腔为稳定谐振腔，其结构为直型腔或折叠腔。
[0009]激光光束对光束直径、波长不做限制；也可限定为特定波长、特定直径的激光光
resolution：0.005
°
，Thorlabs)内。
[0026]步骤(2)、谐振腔粗调准阶段，利用外接相机采集腔镜M2上光斑图像作为辅助调腔判据，快速诊断谐振腔的腔失调状态，调节谐振腔腔镜M1和腔镜M2的水平和俯仰两个维度的倾斜量，使光斑模式处于基横模状态并处于腔镜M2中心位置。
[0027]步骤(3)、谐振腔精调准阶段，在腔镜M2上光斑形态调整为基横模并处于腔镜M2中心位置后，以光电探测器PD记录的谐振腔透射信号光强即光腔输出信号作为调腔评价指标，进一步精细微调腔镜M1和腔镜M2的水平和俯仰两个维度的倾斜量，使透射信号强度值达到峰值不再增加，调腔完成。
[0028]以上所述，仅为本专利技术中的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本专利技术所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本专利技术的包含范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤(1)、搭建谐振腔，向谐振腔的腔内引入激光光束，利用监视器监测谐振腔的腔镜上光斑形态及位置，利用光电探测器(PD)记录谐振腔透射信号光强；步骤(2)、谐振腔粗调准阶段，利用监视器采集腔镜上光斑图像作为辅助调腔判据，快速诊断谐振腔的腔失调状态，调节谐振腔参数，使光斑模式处于基横模状态并处于腔镜中心位置；步骤(3)、谐振腔精调准阶段，在腔镜上光斑形态调整为基横模并处于腔镜中心位置后，以光电探测器记录的谐振腔透射信号光强作为调腔评价指标，进一步精调谐振腔参数，使透射信号强度值达到最大，调腔完成。2.根据权利要求1所述的一种基于腔镜光斑形态监测的调腔方法，其特征在于：步骤(1)所述的谐振腔为稳定谐振腔，其结构为直型腔或折叠腔。3.根据权利要求1所述的一种基于腔镜光斑形态...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中州，何星，王帅，林海奇，杨康建，杨平，许冰，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：