用于提高激光器长期稳定度的稳频装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置，属于激光器技术领域。该装置：用于供激光器的激光光束通过的无源腔、用于探测透过所述无源腔的激光光束的强度并输出光检信号的光电检测模块、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器、用于采用所述同步参考信号对所述光检信号进行相位检测并输出纠偏电压的相检波模块、以及用于根据所述纠偏电压调整所述激光器的激光光束的频率的压电晶体驱动器；所述相检波模块分别与所述光电检测模块和所述压电晶体驱动器电连接；所述调制信号发生器分别与所述相检波模块和所述压电晶体驱动器电连接。本实用新型专利技术提高了激光器输出频率的长期稳定度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光器
，特别涉及一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置。
技术介绍
激光器，是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。由于激光光束细小、方向性好、以及带着巨大的功率，激光器广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面。随着激光器的应用范围越来越广泛，对激光器输出频率的长期稳定度要求越来越高。现有技术提供了一种提高激光器长期稳定度的装置。该装置包括热沉、温度控制器和观测模块。热沉托住置于激光器中的激光增益介质，并与激光增益介质热接触；温度控制器·与热沉热接触，间接调节激光增益介质的温度；观测模块与温度控制器连接，用于测量激光输出频率，并根据激光输出频率调整温度控制器的温度。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题激光器本身对激光增益介质的环境温度有一定的精度限制，现有技术控制激光增益介质的温度仅在一定精度的范围内提高激光器长期稳定度。针对激光器频率稳定度精度要求很高的重力梯度仪等高精度设备而言，现有技术无法满足其高精度激光稳频的要求。
技术实现思路
为了进一步提高激光器输出频率的长期稳定度，本技术实施例提供了一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置。所述技术方案如下—种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置，所述装置包括用于供激光器的激光光束通过的无源腔、用于探测透过所述无源腔的激光光束的强度并输出光检信号的光电检测模块、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器、用于采用所述同步参考信号对所述光检信号进行相位检测并输出纠偏电压的相检波模块、以及用于根据所述纠偏电压调整所述激光器的激光光束的频率的压电晶体驱动器；所述相检波模块分别与所述光电检测模块和所述压电晶体驱动器电连接；所述调制信号发生器分别与所述相检波模块和所述压电晶体驱动器电连接。其中，所述装置还包括用于将所述调制信号发生器输出的调制信号先进行三分频再施加于所述压电晶体驱动器分频器；所述分频器连接在所述调制信号发生器和所述压电晶体驱动器之间。 具体地，所述光电检测模块为光电倍增管。其中，所述激光器包括产生并输出激光光束的激光管；所述激光管包括用于放大或振荡所述激光以控制所述激光输出方向与频率的腔镜；所述压电晶体驱动器为安装在所述腔镜上的压电陶瓷片。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过无源腔从所述激光光束中选择出预定频率的激光信号；光电检测模块探测无源腔选择出的激光信号强度并输出光检信号，调制信号发生器产生同步参考信号；相检波模块根据同步参考信号对光检信号进行相位检测并输出纠偏电压，压电晶体驱动器根据纠偏电压调整激光器输出激光的频率；能够主动基于激光器外围电路对激光器进行频率的稳定，不受激光器本身的精度限制，提高了激光器的输出频率的长期稳定度，满足高精度设备的需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本技术实施例中提供的一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置的示意图。具体实施方式·为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例参见图I，本技术实施例提供了一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置。该激光器包括产生并输出激光光束的激光管I。其中，该装置包括用于供激光器的激光光束通过的无源腔2、用于探测透过无源腔2的激光光束的强度并输出光检信号的光电检测模块3、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器4、用于采用同步参考信号对光检信号进行相位检测并输出纠偏电压的相检波模块5、以及用于根据纠偏电压调整该激光光束的频率的压电晶体驱动器7。其中，相检波模块5分别与光电检测模块3和压电晶体驱动器7电连接；调制信号发生器4分别与相检波模块5和压电晶体驱动器7电连接。具体地，激光管I为传统意义上的激光光源，用以产生激光光束。一般地，激光管I包括用于在激励作用下实现粒子数反转以产生激光输出的激光增益介质、用于提供产生激励作用的能量的泵浦源和用于放大或振荡激光以控制激光输出方向与频率的腔镜。此为现有技术，不再详述。其中，压电晶体驱动器7可以是安装在激光管I中腔镜上的压电陶瓷片。由于它的电致伸缩特性，当在其被施加相检波模块5输出的不同纠偏电压时，会使激光管I中的腔长发生改变，从而引起激光光束输出频率的变化，最终实现激光管I输出频率信号的稳定。具体地，无源腔2为一个金属螺旋腔体，用于对射入的激光光束进行选频输出。假设激光管I输出的激光光束频率为f’;无源腔2的中心频率为f ;则无源腔2将射入其中的频率符合f 的激光信号输出。具体地，光电检测模块3检测透过无源腔2的激光光束的强度，并输出光检信号。该光电检测模块3可以为光电倍增管。具体地，调制信号发生器4用于产生低频信号分别至相检波模块5和压电晶体驱动器7。具体地，相检波模块5为一个相位检测装置，用于将调制信号发生器4产生的低频信号作为同步参考信号，将第二光检信号作为鉴相信号，分别对两者进行相位检测，并输出纠偏电压至压电晶体驱动器7。从而引起激光管I的输出频率的变化，提高激光管I的输出信号频率的长期稳定度。其中，该装置还包括分频器6，该分频器6连接在调制信号发生器4和压电晶体驱动器7之间，用于将调制信号发生器4输出的调制信号先进行三分频，再施加于压电晶体驱动器7。考虑到激光系统本身谱线中心点存在频率不单一的情况，加入了分频器6对输入压电晶体驱动器7的调制信号进行三分频，这样可以很好的消除激光本底的影响。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过无源腔从所述激光光束中选择出预定频率的激光信号；光电检测模块探测无源腔选择出的激光信号强度并输出光检信号，调制信号发生器产生同步参考信号；相检波模块根据同步参考信号对光检信号进行相位检测并输出纠偏电压，压电晶体驱动器根据纠偏电压调整激光器输出激光的频率；能够主动基于激光器外围电路对激光器进行频率的稳定，不受激光器本身的精度限·制，提高了激光器的输出频率的长期稳定度，满足高精度设备的需求。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置，其特征在于，所述装置包括 用于供激光器的激光光束通过的无源腔、用于探测透过所述无源腔的激光光束的强度并输出光检信号的光电检测模块、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器、用于采用所述同步参考信号对所述光检信号进行相位检测并输出纠偏电压的相检波模块、以及用于根据所述纠偏电压调整所述激光器的激光光束的频率的压电晶体驱动器；所述相检波模块分别与所述光电检测模块和所述压电晶体驱动器电连接；所述调制信号发生器分别与所述相检波模块和所述压电晶体驱动器电连接。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 用于将所述调制信号发生器输出的调制信号先进行三分频再施加于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高激光器长期稳定度的稳频装置，其特征在于，所述装置包括：用于供激光器的激光光束通过的无源腔、用于探测透过所述无源腔的激光光束的强度并输出光检信号的光电检测模块、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器、用于采用所述同步参考信号对所述光检信号进行相位检测并输出纠偏电压的相检波模块、以及用于根据所述纠偏电压调整所述激光器的激光光束的频率的压电晶体驱动器；所述相检波模块分别与所述光电检测模块和所述压电晶体驱动器电连接；所述调制信号发生器分别与所述相检波模块和所述压电晶体驱动器电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹志明，雷海东，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：实用新型
国别省市：