【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光，特别涉及一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定装置及方法。
技术介绍
1、近年来，随着量子精密测量技术和光学技术的发展，量子测量的灵敏度大大提升，超高灵敏原子自旋惯性/磁场测量技术在前沿物理研究、自然科学勘探、生物磁信号测量、国防安全等领域展现出广阔的应用前景，成为新的研究热点。
2、在超高灵敏原子自旋惯性/磁场测量系统中，窄线宽激光器是其核心关键部件，主要用于原子自旋抽运驱动和原子自旋检测。在原子自旋检测系统中，激光功率会影响旋光角检测信号强度，产生一定的抽运效应，而激光偏振状态稳定影响会激光功率的稳定性，同时产生横向光频移，从而影响原子自旋弛豫和输出零偏；在原子自旋抽运系统中，激光功率稳定会影响原子自旋极化率及其稳定性，同时还会产生纵向光频移，从而影响标度因数稳定性和零偏稳定性。目前常用的激光器为半导体激光器，具有体积小、成本低等优点，但也存在激光线宽较差、光束质量差、难以高功率输出等固有问题。光纤激光器具有结构紧凑、激光转换效率高、光束质量好、易于功率提升等优点。目前主要通过液晶可变延迟器或声光调制器来稳定激光输出功率，但其功率稳定方式主要是使用液晶可变延迟器、声光调制器、电光调制器对激光进行稳定，稳定效果受偏振造成的分光误差影响较大。因此，为实现超高灵敏度的原子自旋惯性测量，研制偏振功率稳定的窄线宽光纤激光器具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定装置及方法，通过偏振控制器和检偏器将偏振
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定装置，所述装置包括偏振控制器、光纤检偏器、分束器、光电探测器、adc、dac、微控制器mcu和电压放大模块；偏振控制器的输入端连接待稳激光器的输出端，偏振控制器的输入端还通过电压放大模块、dac与微控制器mcu的输出端连接，用于根据微控制器的输出对激光偏振态进行调整；分束器输出的一路较强光作为后续放大的种子光使用，另一路较弱光输出给光电探测器探测电信号经adc输出给微控制器经电压放大模块放大后反馈控制偏振控制器。
3、进一步，偏振控制器为单模光纤挤压式电动偏振控制器，具备四路偏振控制功能，与光纤检偏器通过法兰盘或直接熔接相连。
4、进一步，光纤检偏器还可以为光纤起偏器、光纤偏振分束器、光纤偏振隔离器，光纤检偏器的尾纤均为保偏光纤，与分束器通过法兰盘或直接熔接相连。
5、进一步，分束器为偏振分束器，尾纤为保偏光纤。
6、进一步，微控制器mcu为单片机，单片机的输入端通过adc连接光电探测器，单片机的输出端通过4路dac连接偏振控制器；光电探测器为光纤耦合输入，将光信号转换为电信号时具有可调增益。
7、进一步，该装置按照预设值或初次采集值自动设置输出激光稳定偏振态，通过闭环控制，以稳定输出激光偏振和功率。
8、进一步，还包括人机交互和监控系统，人机交互系统连接微控制器，用于下发参数配置和记录保存数据。
9、进一步，待稳激光器为光纤激光器、固体激光器、锁模激光器中的一种。
10、本专利技术还提供一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定方法，所述方法包括以下步骤：
11、初始化偏振控制器进行激光偏振态的调整；
12、偏振光经检偏器检偏传输后，经分束器分束输出的一束激光由光电探测器转化为电信号用于偏振功率稳定监测；
13、微控制器mcu实时监测adc采集的电信号，当电压波动超出设定阈值时，首先调整第一路通道电压，根据采集电压与设定值的差值确定调整方向和大小，当该方向调整至与设定值差值最小时，改变该通道电压调整方向，维持该通道电压，并调整下一路通道电压；根据上述流程依次进行四路通道电压调整，实现对输出光强的实时补偿控制，从而将偏振态稳定。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
15、1、本专利技术适用于多种光纤激光器，可通过法兰盘连接或直接熔接；
16、2、本专利技术采用的电控偏振控制器插入损耗低，能够对功率波动进行实时补偿，价格相对低廉，适用于常规的光纤激光器，为反馈控制单纵模光纤激光器的偏振功率稳定输出提供一种新的技术途径；
17、3、本专利技术采用的电控偏振控制器和检偏器的结构，能够实现偏振波动和功率波动转换为功率波动进行同步控制；
18、4、本专利技术采用的反馈控制方法能够使检测路的光强稳定在任一设定值，且稳定精度较好，控制简单，操作简便。
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1.一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定装置，其特征在于，所述装置包括偏振控制器、光纤检偏器、分束器、光电探测器、ADC、DAC、微控制器MCU和电压放大模块；偏振控制器的输入端连接待稳激光器的输出端，偏振控制器的输入端还通过电压放大模块、DAC与微控制器MCU的输出端连接，用于根据微控制器的输出对激光偏振态进行调整；分束器输出的一路较强光作为后续放大的种子光使用，另一路较弱光输出给光电探测器探测电信号经ADC输出给微控制器经电压放大模块放大后反馈控制偏振控制器。
2.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，偏振控制器为单模光纤挤压式电动偏振控制器，具备四路偏振控制功能，与光纤检偏器通过法兰盘或直接熔接相连。
3.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于：光纤检偏器还可以为光纤起偏器、光纤偏振分束器、光纤偏振隔离器，光纤检偏器的尾纤均为保偏光纤，与分束器通过法兰盘或直接熔接相连。
4.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于：分束器为偏振分束器，尾纤为保偏光纤。
5.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，微控制器MCU为
6.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，该装置按照预设值或初次采集值自动设置输出激光稳定偏振态，通过闭环控制，以稳定输出激光偏振和功率。
7.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，还包括人机交互和监控系统，人机交互系统连接微控制器，用于下发参数配置和记录保存数据。
8.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，待稳激光器为光纤激光器、固体激光器、锁模激光器中的一种。
9.一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种全光纤式激光偏振和功率同步稳定装置，其特征在于，所述装置包括偏振控制器、光纤检偏器、分束器、光电探测器、adc、dac、微控制器mcu和电压放大模块；偏振控制器的输入端连接待稳激光器的输出端，偏振控制器的输入端还通过电压放大模块、dac与微控制器mcu的输出端连接，用于根据微控制器的输出对激光偏振态进行调整；分束器输出的一路较强光作为后续放大的种子光使用，另一路较弱光输出给光电探测器探测电信号经adc输出给微控制器经电压放大模块放大后反馈控制偏振控制器。
2.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于，偏振控制器为单模光纤挤压式电动偏振控制器，具备四路偏振控制功能，与光纤检偏器通过法兰盘或直接熔接相连。
3.如权利要求1所述的同步稳定装置，其特征在于：光纤检偏器还可以为光纤起偏器、光纤偏振分束器、光纤偏振隔离器，光纤检偏器的尾纤均为保偏光纤，与分束器通过法兰盘或直接熔接相连。
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