本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種光學(xué)共振腔的鎖定裝置。

背景技術(shù)：

光學(xué)共振腔是降低激光強度噪聲和相位噪聲并改善光斑質(zhì)量的一種行之有效的技術(shù)手段，對非經(jīng)典光場的產(chǎn)生起著重要作用。良好的激光空間模式，可以提高后續(xù)實驗中的腔模式匹配效率，例如倍頻過程，較高的模式匹配效率可以降低倍頻過程的閾值，提高倍頻轉(zhuǎn)化效率；同時還可以提高其作為本底光與OPO過程輸出的壓縮光之間的模式重疊率，保證平衡零拍探測系統(tǒng)具有高的探測效率。另一方面，低噪聲的泵浦激光對高質(zhì)量非經(jīng)典光場的產(chǎn)生也很重要。共振腔的穩(wěn)定性直接關(guān)系到輸出激光的質(zhì)量。

目前主要采用壓電陶瓷PZT來反饋鎖定共振腔，使輸出激光強度長期穩(wěn)定的保持在透射峰上。但是這種裝置的鎖定帶寬主要受限于驅(qū)動PZT的高壓放大器，其帶寬一般為幾kHz，對高頻抖動的鎖定效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種光學(xué)共振腔的鎖定裝置，能夠提高控制系統(tǒng)的鎖定帶寬，優(yōu)化鎖定效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種光學(xué)共振腔的鎖定裝置，包括光電探測器、電光相位調(diào)制器、PID控制器、混頻器、低通濾波器和耦合透鏡。

所述的信號發(fā)生器為一號電光相位調(diào)制器提供正弦信號；所述的一號電光相位調(diào)制器放置在激光注入光學(xué)共振腔的腔前光路上，給入射激光相位調(diào)制正弦信號；所述的光學(xué)共振腔內(nèi)放置二號電光相位調(diào)制器；相位調(diào)制后的入射激光經(jīng)過一號耦合透鏡調(diào)節(jié)共振腔模式匹配，入射腔鏡的反射光經(jīng)過二號耦合透鏡照射到光電探測器；所述的光電探測器提取入射腔鏡的反射信號，分成兩路，分別利用混頻器和正弦信號混頻，然后再分別經(jīng)過低通濾波器，共得到兩路鑒頻誤差信號；一路鑒頻誤差信號輸入一號PID控制器，一號PID控制器輸出的控制信號通過高壓放大器調(diào)節(jié)安裝在共振腔鏡上的壓電陶瓷PZT，將光學(xué)共振腔鎖定在激光輸出透射峰上；另一路鑒頻誤差信號接入二號PID控制器，二號PID控制器輸出的控制信號連接二號電光相位調(diào)制器，繼續(xù)將共振腔鎖定在激光輸出透射峰上。

本發(fā)明的有益效果是：先通過鎖定帶寬較低的PZT鎖定共振腔，然后再通過共振腔內(nèi)的EOM繼續(xù)鎖定，由于EOM響應(yīng)速度快，鎖定帶寬大，所以能夠克服外界環(huán)境的高頻擾動，從而增大了整個系統(tǒng)的鎖定帶寬，優(yōu)化了鎖定效果，輸出激光可以持久穩(wěn)定的保持在最大透射峰上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-激光器，2-電光相位調(diào)制器，3-信號發(fā)生器，4-低通濾波器，5-PID控制器，6-高壓放大器，7-光學(xué)共振腔，8-電光相位調(diào)制器，9-耦合透鏡，10-耦合透鏡，11-混頻器，12-光電探測器，13-混頻器，14-PID控制器，15-低通濾波器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。

本發(fā)明提供的一種光學(xué)共振腔的鎖定裝置，包括以下內(nèi)容：

(1)在共振腔前光路上放置電光相位調(diào)制器EOM1，通過共振腔前EOM1給入射激光相位調(diào)制正弦信號，在共振腔內(nèi)放入另一個EOM2，并調(diào)節(jié)共振腔模式匹配，將入射腔鏡的反射光強信號分成兩路，分別和正弦信號混頻后低通濾波，得到兩路鑒頻誤差信號。

(2)將一路誤差信號接入PID1控制器中，PID1的控制信號通過高壓放大器調(diào)節(jié)安裝在共振腔鏡上的壓電陶瓷PZT，利用PID1控制器將共振腔鎖定在激光輸出透射峰上。

(3)將另一路誤差信號接入第二個PID2控制器，PID2的控制信號連接共振腔內(nèi)EOM2，利用PID2將初步鎖定的共振腔進一步優(yōu)化鎖定。

基于PZT的鎖定裝置由于驅(qū)動PZT的高壓放大器和PZT的工作帶寬較低，所以對共振腔鎖定帶寬有限，當(dāng)環(huán)境擾動較快時，輸出激光的強度波動較大。本發(fā)明先通過鎖定帶寬較低的PZT鎖定共振腔，然后再通過共振腔內(nèi)的EOM繼續(xù)鎖定，由于EOM響應(yīng)速度快，鎖定帶寬大，所以能夠克服外界環(huán)境的高頻擾動，從而增大了整個系統(tǒng)的鎖定帶寬，優(yōu)化了鎖定效果，輸出激光可以持久穩(wěn)定的保持在最大透射峰上。

本發(fā)明的實施例如圖1所示，包括激光器1、電光相位調(diào)制器2、8、信號發(fā)生器3、光電探測器12、PID控制器5、14、高壓放大器6、光學(xué)共振腔7、混頻器11、13、低通濾波器4、15和耦合透鏡9、10。

本發(fā)明的操作步驟如下：

(1)激光器1發(fā)出的激光注入到光學(xué)共振腔7，在共振腔前光路上放置一號電光相位調(diào)制器EOM 2，信號發(fā)生器3給其提供正弦信號。通過共振腔前EOM 2給入射激光相位調(diào)制正弦信號，在共振腔內(nèi)放入二號電光相位調(diào)制器EOM 8，并利用一號耦合透鏡9調(diào)節(jié)共振腔模式匹配，入射腔鏡的反射光經(jīng)過二號耦合透鏡10后照射到光電探測器12，光電探測器12提取入射腔鏡的反射信號。將入射腔鏡的反射信號分成兩路，分別利用混頻器11、13和正弦信號混頻，然后再分別經(jīng)過低通濾波器4、15得到兩路鑒頻誤差信號。

(2)將一路誤差信號接入一號PID控制器5中，一號PID控制器5的控制信號通過高壓放大器6調(diào)節(jié)安裝在共振腔鏡上的壓電陶瓷PZT，利用一號PID控制器5將共振腔鎖定在激光輸出透射峰上。

(3)將另一路誤差信號接入二號PID控制器14，二號PID控制器14的控制信號連接共振腔內(nèi)EOM 8，利用二號PID控制器14繼續(xù)將共振腔鎖定在激光輸出透射峰上，使經(jīng)過步驟(2)后初步鎖定的共振腔得到進一步優(yōu)化鎖定。