【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是激光波长测量领域，尤其涉及一种可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量方法及系统。
技术介绍
1、543 nm稳频he-ne激光器在精密测量领域具有重要应用，特别在多波长量块干涉测量中作为关键的稳频波长参考源，常用的543 nm he-ne激光波长的精密测量方法依赖于作为波长基准或者标准的碘稳频543 nm he-ne激光，利用拍频测量方法对作为次级标准光源的热稳频543 nm he-ne激光波长进行测量。因此，需要一种可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要提供一种可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量方法。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、本专利技术包括单频光纤激光器,光学频率梳,保偏光纤分束器,光纤合束器和光学锁相环系统，所述单频光纤激光器的输出端通过所述保偏光纤分束器的输入端连接，所述光学频率梳和所述保偏光纤分束器的第一输出端分别通过所述光纤合束器的输入端连接，所述光纤合束器的输出端与所述光学锁相环拍频光路的输入端连接，所述光学锁相环拍频光路的输出端通过第一光电接收器与所述光学锁相环系统的输入端连接，所述光学锁相环系统的输出端与所述单频光纤激光器的控制输入端连接；所述保偏光纤分束器的第二输出端与所述倍频光路的输入端连接，所述倍频光路的输出端与热稳频543 nm he-ne激光器连接。
4、进一步地，所述热稳频543 nm he-ne激光器的输入
5、进一步地，所述频率检测模块包括第二光电接收器，rf放大器和频率计数器，所述倍频光路的输出端通过偏振分光棱镜与所述第二光电接收器的输入端连接，所述第二光电接收器的输出端与所述rf放大器的输入端连接，所述rf放大器的输出端与所述频率计数器的输入端连接。
6、进一步地，所述光学锁相环拍频光路包括第一反射镜，第二半波片，第一偏振分光棱镜和衍射光栅，所述光纤合束器的光路输出端依次通过所述第一反射镜，第二半波片，第一偏振分光棱镜和衍射光栅后与所述第一光电接收器的输入端连接。
7、进一步地，所述第一光电接收器和所述光学锁相环系统之间设置有所述带通滤波器。
8、进一步地，所述倍频光路包括光纤放大器，第三半波片，第一凸透镜，非线性晶体ppln和第二凸透镜，所述保偏光纤分束器的第二输出端与所述光纤放大器的输入端连接，所述光纤放大器的输出端与所述第三半波片的输入端连接，所述第三半波片的输出端与所述非线性晶体的输入端连接，所述非线性晶体的两端设置有多组凸透镜用以使得光束聚焦在所述非线性晶体内。
9、在另外一个方面，一种可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，包括采用光学锁相环的偏频锁定方法将1086 nm 光纤连续光激光器锁定至光频梳后，通过非线性晶体ppln倍频产生543 nm连续光稳频激光与被测he-ne激光器进行拍频输出543 nm he-ne激光波长；包括以下步骤：
10、a输出功率为20 mw的1086 nm单频光纤激光器，通过光纤分光后，与光频梳输出的2 mw脉冲激光通过光纤合束器通过产生信噪比为41 db，频率为40 mhz左右的拍频信号；
11、b所述拍频信号输入光学锁相环系统，通过脉冲激光与光频梳之间的频差锁定，产生稳频激光；
12、c所述稳频激光输入倍频光路，产生稳频连续激光作为波长参考源，待测543 nmhe-ne激光与其拍频，产生53 mhz拍频信号，信噪比大于40 db，从而实现待测543 nm he-ne激光波长的精密测量。
13、进一步地，将作为稳频的激光波长参考源，与被测激光器产生拍频信号，被测激光器的频率可表示为：
14、
15、其中为倍频激光与被测he-ne激光器的拍频频率，为为光频梳的重复频率；为光频梳的载波包络相移频率，与的频率可直接锁定至时间频率基准，为单频光纤激光器与光频梳的光学锁相环的偏频频率，通过锁相环可实现溯源至时间频率基准。
16、本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术实现光梳光谱覆盖范围外的激光波长测量，并能有效解决低功率543 nm稳频he-ne激光波长的测量问题，实现激光波长测量向时间频率基准溯源，从而有效保证测量结果的准确性。
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1.可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：包括单频光纤激光器,光学频率梳,光学锁相环拍频光路,倍频光路，保偏光纤分束器,光纤合束器和光学锁相环系统，所述单频光纤激光器的输出端通过所述保偏光纤分束器的输入端连接，所述光学频率梳和所述保偏光纤分束器的第一输出端分别通过所述光纤合束器的输入端连接，所述光纤合束器的输出端与所述光学锁相环拍频光路的输入端连接，所述光学锁相环拍频光路的输出端通过第一光电接收器与所述光学锁相环系统的输入端连接，所述光学锁相环系统的输出端与所述单频光纤激光器的控制输入端连接；所述保偏光纤分束器的第二输出端与所述倍频光路的输入端连接，所述倍频光路的输出端与热稳频543 nm He-Ne激光器连接。
2.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述热稳频543 nm He-Ne激光器的输入端设置有频率检测模块。
3.根据权利要求2所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述频率检测模块包括第二光电接收器，RF放大器和频率计数器，所述倍频光路的输出端通过偏振分光棱
4.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述光学锁相环拍频光路包括第一反射镜，第二半波片，第一偏振分光棱镜和衍射光栅，所述光纤合束器的光路输出端依次通过所述第一反射镜，第二半波片，第一偏振分光棱镜和衍射光栅后与所述第一光电接收器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述第一光电接收器和所述光学锁相环系统之间设置有所述带通滤波器。
6.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述倍频光路包括光纤放大器，第三半波片，第一凸透镜，非线性晶体PPLN和第二凸透镜，所述保偏光纤分束器的第二输出端与所述光纤放大器的输入端连接，所述光纤放大器的输出端与所述第三半波片的输入端连接，所述第三半波片的输出端与所述非线性晶体的输入端连接，所述非线性晶体的两端设置有多组凸透镜用以使得光束聚焦在所述非线性晶体内。
7.可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量方法，其特征在于：包括采用光学锁相环的偏频锁定方法将1086 nm 光纤连续光激光器锁定至光频梳后，通过非线性晶体PPLN倍频产生543 nm连续光稳频激光与被测He-Ne激光器进行拍频输出543 nm He-Ne激光波长；包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量方法，其特征在于：将作为稳频的激光波长参考源，与被测激光器产生拍频信号，被测激光器的频率可表示为：
...【技术特征摘要】
1.可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：包括单频光纤激光器,光学频率梳,光学锁相环拍频光路,倍频光路，保偏光纤分束器,光纤合束器和光学锁相环系统，所述单频光纤激光器的输出端通过所述保偏光纤分束器的输入端连接，所述光学频率梳和所述保偏光纤分束器的第一输出端分别通过所述光纤合束器的输入端连接，所述光纤合束器的输出端与所述光学锁相环拍频光路的输入端连接，所述光学锁相环拍频光路的输出端通过第一光电接收器与所述光学锁相环系统的输入端连接，所述光学锁相环系统的输出端与所述单频光纤激光器的控制输入端连接；所述保偏光纤分束器的第二输出端与所述倍频光路的输入端连接，所述倍频光路的输出端与热稳频543 nm he-ne激光器连接。
2.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述热稳频543 nm he-ne激光器的输入端设置有频率检测模块。
3.根据权利要求2所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述频率检测模块包括第二光电接收器，rf放大器和频率计数器，所述倍频光路的输出端通过偏振分光棱镜与所述第二光电接收器的输入端连接，所述第二光电接收器的输出端与所述rf放大器的输入端连接，所述rf放大器的输出端与所述频率计数器的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的可溯源至高准确度时间频率基准的光波长测量系统，其特征在于：所述光学...
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