本发明专利技术涉及一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置，将稳频激光锁定至光学超稳腔后，输出的单频激光耦合进入声光调制器，进行功率调节，抑制强度抖动，结合电光环形镜，反馈控制完成射频驱动引起的偏移量补偿和传递函数调节。温度反馈控制单元则直接探测电光环形镜的稳定。基于电光环形镜的残余强调制抑制装置和装置，通过将温度、偏振、强度抖动等影响残余强度调制的因素进行独立反馈控制，结合环形镜结构，利用环形镜相位偏移调节强度调制传递函数，进一步抑制残余强度调制的产生，进一步提高稳频激光的频率稳定度。提高稳频激光的频率稳定度。提高稳频激光的频率稳定度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置及方法
[0001]本专利技术涉及稳频激光信号
，尤其涉及一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置。
技术介绍
[0002]PDH（Pound
‑
Drever
‑
Hall）技术是一种广泛应用在窄线宽激光器参考至超稳定光学腔上，稳定激光频率的技术手段。
[0003]稳频窄线宽激光器由于其出色的频率稳定度，已经用于众多的精密计量研究中，如引力波探测器、光谱计量、频率标准传递和洛伦兹不变性测试。PDH技术的实现依赖于引入激光相位调制，通常使用电光调制器进行相位调制。当激光的频率稳定度接近水平时，该技术需要主动控制电光调制器在相位调制过程中产生的残余幅度调制，以便将激光器的频率稳定性降低至接近热噪声极限的水平。进一步提高基于PDH稳频技术激光的频率稳定度面临着几个技术挑战，例如机械振动、激光功率波动和热噪声。其中，参与强度调制引起的一些杂散效应会导致伺服误差信号失控，产生频率偏移，从而降低激光频率稳定性。PDH稳定方法需要激光器的相位调制。使用声光调制器能够部分抑制残余强度调制，结合电光调制器在光载波频率附近产生调制边带进行相位调制。但是，导致残余强度调制产生的还有几个重要因素，如电光晶体的非寻常光轴与光偏振面之间的偏振失配、电光晶体表面的标准具效应的寄生干扰、其他空间光学元件组成法珀腔和电光晶体空间不均匀性导致的光束质量劣化等，目前没有现有技术解决这些因素带来的影响。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置，通过将温度、偏振、强度抖动等影响残余强度调制的因素进行独立反馈控制，结合环形镜结构，利用环形镜相位偏移调节强度调制传递函数，进一步抑制残余强度调制的产生，进一步提高稳频激光的频率稳定度。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置，包括：稳频激光信号器101、声光调制器102、电光环形镜103、光纤分束器104、功率抖动探测器105、射频参考源108和相位偏移控制单元109；
[0006]所述稳频激光信号器101用于产生频率稳定的稳频激光信号并输出至所述声光调制器102；
[0007]所述声光调制器102，用于控制所述稳频激光信号的强度抖动后输出至电光环形镜103；
[0008]所述电光环形镜103包括：光纤环形镜和电光调制器，用于组合所述光纤环形镜和所述电光调制器的相位偏移量，获得稳定的相位补偿信号，得到残余强度调制传递函数，所述电光环形镜103的输出端与所述光纤分束器104的输入端连接；
[0009]所述光纤分束器104用于将所述稳频激光信号分为两束后分别输出至所述功率抖
动探测器105和所述相位偏移控制单元109；
[0010]所述功率抖动探测器105，用于探测参考功率响应电压和所述稳频激光信号之间的强度变化，并对所述稳频激光信号进行强度误差信号的比例
‑
积分运算处理后，得到强度抖动反馈信号反馈至所述声光调制器102作为所述声光调制器102的驱动信号；
[0011]所述射频参考源108用于为所述电光环形镜103和所述相位偏移控制单元109提供整体稳频激光信号的频率锁定点；
[0012]所述相位偏移控制单元109，用于探测参考频率相位和所述稳频激光信号之间的相位变化，并对所述稳频激光信号进行相位误差信号的比例
‑
积分运算处理后反馈至所述电光环形镜103。
[0013]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0014]可选的，所述残余强调制抑制装置还包括：温度反馈控制单元110；
[0015]所述温度反馈控制单元110用于探测所述电光调制器温度和设定温度控制点之间的温度偏差，并对所述电光调制器的温度进行精确控制。
[0016]可选的，所述稳频激光信号器101通过PDH稳频技术锁定在光学参考腔上，所述稳频激光信号器101的频率中心波长为任意的光钟对应波长。
[0017]可选的，所述光纤分束器104为偏振分束棱镜或等比例光纤耦合分束器。
[0018]可选的，所述射频参考源108为信号发生器、直接数字频率综合器或点频信号源。
[0019]可选的，所述电光环形镜103还包括：光纤隔离器201和耦合输出205；
[0020]所述光纤环形镜为萨格纳克效应环形镜，包括：光纤耦合器202、电光调制器203和可调相移器204；
[0021]所述光纤隔离器201输入端连接所述稳频激光信号，输出端与所述光纤耦合器202的第一输入端连接；所述光纤耦合器202的第一输出端与所述电光调制器203的输入端连接；所述电光调制器203的输出端所述可调相移器204的输入端连接，所述可调相移器204的输出端与所述光纤耦合器202的第二输入端连接；
[0022]所述光纤隔离器201用于保证所述稳频激光信号的单一方向传输；
[0023]所述光纤耦合器202用于产生相位调制；
[0024]通过调节所述可调相移器204的相移量控制顺时针和逆时针传输激光的相对相移量，从而控制环形镜的强度传递函数；
[0025]在所述光纤环形镜中沿不同方向传输的激光，在所述光纤耦合器202中发生干涉效应，通过光纤耦合器202的第二输出端进行耦合输出205。
[0026]可选的，所述可调相移器204为互易相位器件，对向传输的光束信号经过所述可调相移器204后产生固定相移量的光学信号。
[0027]可选的，所述功率抖动探测器105包括：混频器302、PI控制电路304、压控振荡器305和射频放大器306；
[0028]所述强度抖动误差信号耦合进入所述混频器302中，通过设定所述混频器302的强度锁定点获得对应的强度抖动幅度；
[0029]经过所述混频器302差分后得到固定强度点与实际强度抖动的误差信号，进入PI控制电路304进行信号处理后产生电压相关信号，将所述电压相关信号作为补偿信号驱动所述压控振荡器305，所述压控振荡器305产生标准信号和误差信号的合频信号后，经过所
述射频放大器306放大调制后驱动所述声光调制器102补偿强度噪声引起的残余强度调制。
[0030]可选的，所述相位偏移控制单元109包括：相移器308、相位锁定点309、混频器310、PI控制电路311和高压放大器312；
[0031]相位抖动误差信号经过所述相移器308进行相位调控，保证锁相控制电路的通相控制后，输入至所述混频器310；
[0032]所述相位抖动误差信号与所述混频器310的相位锁定点309在所述混频器310中进行混频，获得标准锁相型号和设定信号之间的误差，将所述误差作为产生相位控制的误差信号耦合至所述PI控制电路311中，所述PI控制电路311对所述误差信号进行信号处理，生成反馈控制信号，所述反馈控制信号经过所述高压放大器312放大后驱动所述电光环形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电光环形镜的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述残余强调制抑制装置包括：稳频激光信号器（101）、声光调制器（102）、电光环形镜（103）、光纤分束器（104）、功率抖动探测器（105）、射频参考源（108）和相位偏移控制单元（109）；所述稳频激光信号器（101）用于产生频率稳定的稳频激光信号并输出至所述声光调制器（102）；所述声光调制器（102），用于控制所述稳频激光信号的强度抖动后输出至电光环形镜（103）；所述电光环形镜（103）包括：光纤环形镜和电光调制器，用于组合所述光纤环形镜和所述电光调制器的相位偏移量，获得稳定的相位补偿信号，得到残余强度调制传递函数，所述电光环形镜（103）的输出端与所述光纤分束器（104）的输入端连接；所述光纤分束器（104）用于将所述稳频激光信号分为两束后分别输出至所述功率抖动探测器（105）和所述相位偏移控制单元（109）；所述功率抖动探测器（105），用于探测参考功率响应电压和所述稳频激光信号之间的强度变化，并对所述稳频激光信号进行强度误差信号的比例
‑
积分运算处理后，得到强度抖动反馈信号反馈至所述声光调制器（102）作为所述声光调制器（102）的驱动信号；所述射频参考源（108）用于为所述电光环形镜（103）和所述相位偏移控制单元（109）提供整体稳频激光信号的频率锁定点；所述相位偏移控制单元（109），用于探测参考频率相位和所述稳频激光信号之间的相位变化，并对所述稳频激光信号进行相位误差信号的比例
‑
积分运算处理后反馈至所述电光环形镜（103）。2.根据权利要求1所述的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述残余强调制抑制装置还包括：温度反馈控制单元（110）；所述温度反馈控制单元（110）用于探测所述电光调制器温度和设定温度控制点之间的温度偏差，并对所述电光调制器的温度进行精确控制。3.根据权利要求1所述的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述稳频激光信号器（101）通过PDH稳频技术锁定在光学参考腔上，所述稳频激光信号器（101）的频率中心波长为任意的光钟对应波长。4.根据权利要求1所述的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述光纤分束器（104）为偏振分束棱镜或等比例光纤耦合分束器。5.根据权利要求1所述的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述射频参考源（108）为信号发生器、直接数字频率综合器或点频信号源。6.根据权利要求1所述的残余强调制抑制装置，其特征在于，所述电光环形镜（103）还包括：光纤隔离器（201）和耦合输出（205）；所述光纤环形镜为萨格纳克效应环形镜，包括：光纤耦合器（202）、电光调制器（2...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，孙晓杰，杨经义，高茂华，
申请(专利权)人：武汉中科锐择光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。