利用掃描共焦腔f-p干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用F-P干涉儀進(jìn)行激光偏頻鎖定的方法，該方法利用一采用傳統(tǒng)絕對(duì)頻率穩(wěn)定方法鎖定的主激光器作為參考，主從激光器激光共同經(jīng)過(guò)F-P腔的出射信號(hào)的峰值時(shí)間差作為頻率誤差信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主從激光器的偏頻鎖定。該方法無(wú)需射頻器件就能實(shí)現(xiàn)大范圍的偏頻鎖定，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光頻率鎖定技術(shù)，具體涉及一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或者多個(gè)激光之間的偏頻鎖定方法，其主要用于需要精確控制多個(gè)激光器波長(zhǎng)的系統(tǒng)，如差分吸收激光雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]差分吸收激光雷達(dá)系統(tǒng)中往往需要多個(gè)頻率穩(wěn)定的激光光源，一些激光波長(zhǎng)處于分子或者原子吸收譜線內(nèi)，另外一些處于原子吸收譜線外。處于吸收譜線內(nèi)的激光我們可以通過(guò)F1DH (Pound-Drever-HalI)等現(xiàn)有成熟方法進(jìn)行鎖定,但是處于吸收譜線外的激光鎖定比較困難。常規(guī)方法通過(guò)聲光或者電光等激光移頻設(shè)備把頻率移到吸收譜線內(nèi)進(jìn)行鎖定，這種方法的缺點(diǎn)為移頻范圍有限，而且需要非常多的射頻元件(頻率大于1GHz)，成本高，技術(shù)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀及時(shí)間測(cè)量技術(shù)的偏頻鎖定方法，原理如下:
[0004]首先主激光器利用目前成熟的絕對(duì)頻率穩(wěn)定技術(shù)進(jìn)行穩(wěn)頻。穩(wěn)頻后的激光入射至一被壓電掃描的F-P腔內(nèi)，從F-P腔輸出的信號(hào)作為絕對(duì)頻率參考；然后把從激光器(被偏頻鎖定激光器)出射光也入射進(jìn)F-P腔，此時(shí)出射信號(hào)和主激光器的出射信號(hào)之間有時(shí)間先后關(guān)系，通過(guò)測(cè)量這個(gè)時(shí)間變化來(lái)監(jiān)控從激光器頻率變化，并反饋給控制系統(tǒng)，對(duì)從激光器進(jìn)行穩(wěn)頻。同理，可以可得，多臺(tái)從激光器也可以用一樣的方法進(jìn)行鎖定。
[0005]信號(hào)波形如圖1所示，t0為波長(zhǎng)為λ i的激光峰值出現(xiàn)時(shí)間，RO為波長(zhǎng)為λ i的激光峰值出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的F-P腔長(zhǎng)，tl為波長(zhǎng)為λ 2的激光峰值出現(xiàn)時(shí)間，Rl為波長(zhǎng)為λ2的激光峰值出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的F-P腔長(zhǎng)變化，設(shè)壓電陶瓷的掃描速度為Vs，則:
【權(quán)利要求】
1.一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法，其特征是:用傳統(tǒng)絕對(duì)頻率鎖定方法鎖定主激光器，主激光器激光注入掃描共焦腔F-P干涉儀中，其出射信號(hào)出現(xiàn)的峰值時(shí)間作為參考，同時(shí)把一臺(tái)或者多臺(tái)從激光器激光注入到掃描共焦腔F-P干涉儀中，其出射信號(hào)和主激光器出射信號(hào)有時(shí)間差異，通過(guò)該差異能算出頻率偏移，從而對(duì)從激光器進(jìn)行偏頻鎖定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法，其特征在于:所述的掃描共焦腔F-P干涉儀為腔長(zhǎng)可掃描的共焦腔F-P干涉儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法，其特征在于:所述的主激光器通過(guò)調(diào)整其電流和溫度或者壓電來(lái)改變波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用掃描共焦腔F-P干涉儀實(shí)現(xiàn)激光偏頻鎖定的方法，其特征在于:所述的從激光器通過(guò)調(diào)整其電流和溫度或者壓電來(lái)改變波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H01S3/13GK103855599SQ201410020894
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】胡以華, 劉豪, 舒嶸, 洪光烈, 鄭龍, 葛燁 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所