一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统，通过ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变PZT的扫描电压，使1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器的输出频率与F

【技术实现步骤摘要】
一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及激光频率自动锁定
，尤其是一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着激光技术的不断发展，激光被广泛应用于量子光学、量子信息、冷原子物理等各种研究领域。环境温度、外界振动、声音等因素会导致激光频率发生变化，为了减小激光器的频率漂移需要使用激光稳频技术将激光频率锁定在原子、分子或F
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P腔共振跃迁频率等某一标准频率上。
[0003]激光稳频技术通常需要一个标准频率参考源，将激光频率与标准参考频率进行比较获取误差信号，再利用伺服控制系统调整激光器的频率，从而使激光器的频率被锁定在标准参考频率附近，目前最常用的PDH（Pound
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Drever
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Hall）稳频技术是将长度极其稳定、精细度和耦合效率都比较高的F
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P腔作为超稳激光频率的标准频率参考源，使伺服系统将激光器的输出频率能够稳定在参考频率。
[0004]由于很多激光稳频系统中需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器输出的激光，经过法拉第隔离器后，电光相位调制器对经过法拉第隔离器的光进行相位调制，经过电光相位调制的激光分为主光束和两束被调制光，主光束频率与调制前的激光频率相同，两束被调制光的调制频率相反； ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变PZT的扫描电压，使得其输出激光频率与F
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P腔产生共振，步骤二，主光束与两束被调制光经过偏振分光棱镜，部分光被F
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P腔前端腔镜反射，其余部分光进入F
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P腔内部；步骤三，F
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P腔前端腔镜的反射光用于获得鉴频误差信号，误差信号进行低通滤波后传入ZYNQ系列可扩展处理平台，由主控软件控制压电陶瓷驱动器和激光器电流源；步骤四，所述F
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P腔后端腔镜的透射光用于监视超稳激光的锁定状态，与F
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P腔产生共振后的主光束从F
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P腔后端腔镜透射光经第二偏振分光棱镜分为两束激光，一束激光进入CCD相机，CCD相机观测腔后出射光斑，另一束激光进入腔后光电探测器，所述腔后光电探测器将光信号转换为电信号；与F
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P腔产生共振后的光束从腔后透镜透射出去经偏振分光棱镜传入CCD相机和腔后光电探测器，腔后光电探测器与CCD相机的信号都传入ZYNQ系列可扩展处理平台进行处理；步骤五，ZYNQ系列可扩展处理平台根据传入的两路信号经PID控制后输出两路反馈信号分别控制激光器电流源和压电陶瓷驱动器，快速反馈信号传给激光器电流源和慢速反馈信号传给压电陶瓷驱动器；步骤六，ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变PZT两端的扫描电压，使1064nm非平面环形腔Nd:YAG固态激光器的输出频率与F
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P腔产生共振，步骤七，若步骤四中，通过腔后光电探测器输出至ZYNQ系列可扩展处理平台的电压信号突然变小，且在一分钟内没有恢复最大值，则判断激光器处于失锁状态，此时需要重新执行上述步骤一至步骤六完成超稳激光器的重锁。2.如权利要求1所述的1064nm超稳激光器自动锁定频率的控制方法，其特征在于：步骤六中，ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器改变输出的扫描电压，包括如下步骤：（1）压电陶瓷驱动器输出的扫描电压从0开始以三角波的形式开始扫描；（2）扫描十个周期后，未在腔后光电探测器获得最大电压输出，ZYNQ系列可扩展处理平台根据反馈信号调整扫描电压的扫描范围；在T1时刻，扫描电压改为从V
set
开始扫描；（3）改变扫描电压的扫描范围后，T2时刻压电陶瓷电压为V0时腔后光电探测器后有最大电压输出，则维持该电压；（4）为确认压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器获得的电压是最大电压，在T3时刻重置扫描电压，重新扫描，在T4时刻，压电陶瓷电压为V0时，腔后光电探测器有最大电压输出；（5）在T5时刻停止扫描，ZYNQ系列可扩展处理平台控制压电陶瓷驱动器保持电压稳定在V0，此时腔后光电探测器持续保持最大电压信号输出，CCD相机检测到明亮的基模光斑，至此完成超稳激光器频率的锁定，其中，V
set
是指主控设置的压电陶瓷电压初始值，V0为当腔后光电探测器获得最大电压信号时的压电陶瓷电压值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁新栋，王李金，李昊杰，马茹玉，傅腾蛟，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：