一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统及方法技术方案

技术编号:37705281 阅读:49 留言:0更新日期:2023-06-01 23:53
本发明专利技术属于光学计量测试技术领域,公开了一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统及方法,首先利用激光拍频测量模块和频率锁定反馈模块将窄线宽激光器频率锁定至频率梳其中一根梳齿上,测量频率锁定后窄线宽激光器的输出激光频率,然后利用气压计和温湿度计测量当前环境的气压、温度和湿度,计算当前环境空气折射率,根据锁定之后的输出频率和当前环境空气折射率计算窄线宽激光器输出波长,使频率锁定后的激光器入射至被校波长仪器之中,比较频率锁定后的窄线宽激光器输出波长和被校波长测量仪器的波长测量示值,完成被校波长测量仪器的校准。本发明专利技术实现了波长校准问题,并引入实时空气折射率,避免空气折射率变化对波长的影响。长的影响。长的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统及方法


[0001]本专利技术属于光学计量测试
,主要涉及波长测量仪器波长校准装置及校准方法,具体为一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统及方法。

技术介绍

[0002]在相干测距、相干测速、相干通信、发动机燃烧特性评价、空气动力学领域、分子光谱分析和同位素检测等领域之中,波长测量精度达到亚皮米量级高精度波长测量仪器诸如光谱仪和波长计得到广泛应用。目前的波长测量仪器波长参数的校准主要基于汞氩灯、聚苯乙烯薄膜和可调谐激光器,波长校准准确度达到亚纳米级,远远满足不了亚皮米量级的波长校准需求。
[0003]此外,在波长测量仪器特别是光谱仪的校准时,因为之前的波长测量精度较低,校准时没有考虑空气折射率对波长的影响,对于高精度波长测量仪器而言,需要考虑空气折射率对于波长的影响。

技术实现思路

[0004](一)专利技术目的
[0005]本专利技术的目的是:针对目前波长测量准确度低远远满足不了亚皮米级波长测量仪器波长校准要求,提出一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,包括:窄线宽激光器(1)、光频梳(2)、分束器(3)、激光拍频测量模块(4)、频率锁定反馈模块(5)、被校波长测量仪器(6);窄线宽激光器(1)的输出激光经分束器(3)分为两束,一束激光透过分束器(3)入射至被校波长测量仪器(6),另一束经分束器(3)反射后入射至激光拍频测量模块(4);光频梳(2)输出梳齿稳定的激光,透过分束器(3)后入射至激光拍频测量模块(4),激光拍频测量模块(4)根据两者的拍频f
b
信号测量窄线宽激光器(1)的输出频率f
x
,频率锁定反馈模块(5)设定窄线宽激光器(1)的目标频率值f0并计算目标频率和输出频率的差,根据目标频率和输出频率的频率差,实时给窄线宽激光器(1)提供反馈信号,窄线宽激光器(1)根据频率锁定反馈模块(5)提供的反馈信号实时调整窄线宽激光器(1)的谐振腔长、泵浦光强度参数以实现对窄线宽激光器(1)频率的实时调整,从而达到频率锁定的目的;频率锁定后的窄线宽激光器(1)输出频率为f0。2.如权利要求1所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述被校波长测量仪器(6)一侧布设气压计(7)和温湿度计(8),利用气压计(7)和温度度计(8)测量环境当前气压P、温度t和相对湿度RH,并利用f0、P、t和RH计算当前当前环境下的空气折射率n
tpRH
,进而计算频率锁定后的窄线宽激光器(1)的输出波长λ0。3.如权利要求2所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述窄线宽激光器(1)具备谐振腔长和泵浦光强度调节功能,根据频率锁定反馈模块(5)提供的反馈量实时调整窄线宽激光器的频率。4.如权利要求3所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述窄线宽激光器(1)的可选波长有1064nm、1550nm和3390nm。5.如权利要求4所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述窄线宽激光器(1)的线宽小于等于50KHz。6.如权利要求5所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述光频梳(2)包括近红外光频梳和中波红外光频梳。7.如权利要求6所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述近红外光频梳的参数为:中心波长:1560nm;光谱宽度:1000nm~1600nm;输出功率:>10mW;频率精度:120秒内优于10

12
;频率稳定度:1秒内优于5x 10
—11
。8.如权利要求7所述的亚皮米量级近红外至中波红外波长校准系统,其特征在于,所述中波红外光频梳的参数为:中心波长:3200nm;光谱宽度:3.1μm~3.4μm;输出功率:>10mW;频率精度:120秒内优于10

12
;频率稳定度:1秒内优于5x 10
—11
。9.一种亚皮米量级近红外至中波红外波长校准方法,其特征在于,采用权利要求2<...

【专利技术属性】
技术研发人员:马世帮李宏光刘瑞星康臻张灯陈娟解琪
申请(专利权)人:西安应用光学研究所
类型:发明
国别省市:

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