一種能同時(shí)進(jìn)行多束激光穩(wěn)頻的傳輸腔穩(wěn)頻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能同時(shí)進(jìn)行多束激光穩(wěn)頻的傳輸腔穩(wěn)頻裝置，涉及激光穩(wěn)頻領(lǐng)域。其中：摘要附圖是一種能同時(shí)進(jìn)行4束激光穩(wěn)頻的傳輸腔穩(wěn)頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該穩(wěn)頻裝置由傳輸腔（11）、參考激光器（1）、4個(gè)不同波長(zhǎng)的待穩(wěn)激光器（2、3、16、17）、透鏡（4、5、6、18、19）、反射鏡（7、10、20、21）、分光鏡（8、9、22、23）、壓電控制器（12）、計(jì)算控制器（13）、溫度控制器（14）和光電探測(cè)器（15）組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：能同時(shí)鎖定多束激光的頻率，抑制多束激光頻率的長(zhǎng)期漂移，使用方便，并且節(jié)省了空間，降低了成本?？蓮V泛用于激光物理、頻標(biāo)、量子信息等需要激光頻率穩(wěn)定的領(lǐng)域。
【專利說明】一種能同時(shí)進(jìn)行多束激光穩(wěn)頻的傳輸腔穩(wěn)頻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光穩(wěn)頻技術(shù)，更具體涉及采用傳輸腔來穩(wěn)定激光頻率的裝置。適用于激光物理、頻標(biāo)、量子信息等需要激光頻率穩(wěn)定的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在精密光譜實(shí)驗(yàn)中，需要多束頻率穩(wěn)定的激光，激光頻率的長(zhǎng)期漂移需要滿足小于IMHz/h，實(shí)驗(yàn)室中由于溫度的變化、振動(dòng)的影響等自由運(yùn)轉(zhuǎn)的激光器長(zhǎng)期漂移大于lOOMHz/h,因此需要對(duì)激光進(jìn)行穩(wěn)頻。在技術(shù)上可以利用法布里珀羅腔和飽和吸收進(jìn)行穩(wěn)頻但比較復(fù)雜，并且很難找到合適的原子分子譜線滿足穩(wěn)頻的需求，利用傳輸腔穩(wěn)頻只需要一臺(tái)穩(wěn)定度很高的激光器作參考，容易實(shí)現(xiàn)。在文獻(xiàn)“PreciseFrequency-DriftMeasurementofExtended-CavityDiode LaserStabiIizedwithScanningTransferCavity，，[KensukeMatsubara, satoshiUetake, Hiroyukiltoetal.Jpn.J.AppI, Phys., 2005, 44(ΙΑ):229-230]和“傳輸腔穩(wěn)頻的397nm半導(dǎo)體激光器”【曲萬成,黃連,管樺,黃學(xué)人,高克林。中國(guó)激光，38.0802008 (2011)]中指出利用一套傳輸腔和一束參考激光來鎖定一束397nm或者一束866nm激光。由于傳輸腔的腔長(zhǎng)會(huì)隨著溫度的變化而變化，需要將傳輸腔鎖定在高穩(wěn)定的參考激光上，再將待穩(wěn)激光鎖定到傳輸腔上。其裝置由傳輸腔、透鏡、反射鏡、分光鏡、壓電控制器、計(jì)算控制器、溫度控制器和光電探測(cè)器八部分組成。原理是將參考激光和待穩(wěn)激光耦合進(jìn)傳輸腔，利用光電探測(cè)器探測(cè)參考激光和待穩(wěn)激光的透射峰信號(hào)，通過計(jì)算控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，得到反饋電壓反饋給激光器，抑制激光器的長(zhǎng)漂。用溫度控制器來控制傳輸腔的溫度，抑制傳輸腔腔長(zhǎng)漂移。其中計(jì)算控制器對(duì)信號(hào)處理的步驟如下(以、為參考馓光，λ 2為待穩(wěn)激光為例)，
[0003]步驟1.利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器讀取光電探測(cè)器的信號(hào)，同時(shí)讀取傳輸腔的壓電陶瓷三角波掃描電壓信號(hào)。
[0004]步驟2，根據(jù)掃描電壓信號(hào)`和光電探測(cè)器的信號(hào)在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提取出對(duì)應(yīng)不同掃描電壓值的時(shí)刻的光電探測(cè)器的信號(hào)幅值，并排列成輸入信號(hào)數(shù)組，作為計(jì)算信號(hào)。
[0005]步驟3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)者需要，在上述輸入信號(hào)數(shù)組中設(shè)定的參考激光的第一個(gè)峰的位置查詢信號(hào)的峰值，并獲得峰值的位置，用此位置同設(shè)定位置做差，得到傳輸腔的漂移誤差信號(hào)。
[0006]步驟4，對(duì)傳輸腔的漂移誤差信號(hào)進(jìn)行比例積分(PI)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)后得到腔的反饋電壓信號(hào)。
[0007]步驟5，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換卡將上述腔的反饋電壓信號(hào)疊加到傳輸腔的壓電陶瓷的掃描信號(hào)上，完成腔的鎖定。
[0008]步驟6，在輸入信號(hào)數(shù)組中，設(shè)定待穩(wěn)激光的峰的位置查詢信號(hào)的峰值，并獲得峰值位置，并進(jìn)行如下計(jì)算:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種能同時(shí)進(jìn)行多束激光穩(wěn)頻的傳輸腔穩(wěn)頻裝置，該穩(wěn)頻裝置包含傳輸腔(11)，參考激光器(1)，待穩(wěn)激光器，透鏡，反射鏡，分光鏡，壓電控制器(12)，計(jì)算控制器(13)，溫度控制器(14)和光電探測(cè)器(15);參考激光器和待穩(wěn)激光器前分別放置透鏡，使得參考激光器和待穩(wěn)激光器發(fā)出的激光經(jīng)透鏡束腰變換，使其束腰的大小和位置與傳輸腔中的法布里-玻羅腔(113)的束腰大小相等，位置相同，通過束腰變換的參考激光和待穩(wěn)激光經(jīng)反射鏡與分光鏡合光，合光通過法布里-玻羅腔中第一腔鏡(112)和第二腔鏡(115),照射到光電探測(cè)器(15)的感光面上，光電探測(cè)器(15)的輸出端與計(jì)算控制器(13)的輸入端連接，計(jì)算控制器(13)的輸出端分別連接壓電控制器(12)和待穩(wěn)激光器壓電陶瓷輸入端，壓電控制器(12)的輸出端與法布里-玻羅腔(113)中的壓電陶瓷(114)連接，溫度控制器(14)連接到傳輸腔(11)的保護(hù)罩(111);其特征在于，該穩(wěn)頻裝置還包含廣4個(gè)不同波長(zhǎng)的待穩(wěn)激光器，每個(gè)待穩(wěn)激光器前放置一個(gè)透鏡，各待穩(wěn)激光器發(fā)出的激光經(jīng)透鏡束腰變換，其束腰的大小和位置與傳輸腔中的法布里-玻羅腔(113)的束腰大小相等，位置相同，并經(jīng)反射鏡與分光鏡使得各待穩(wěn)激光器發(fā)出的激光均與參考激光器發(fā)出的激光合光，在法布里-玻羅腔(113)中第一腔鏡(112)和第二腔鏡(115)上鍍?cè)鐾改ぃ撛鐾改?duì)參考激光器和各待穩(wěn)激光器發(fā)出的激光透過率大于99%，對(duì)其它波長(zhǎng)的激光透過率小于1%。
【文檔編號(hào)】H01S3/13GK103887700SQ201410104386
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】商俊娟, 曹健, 崔凱楓, 舒華林, 黃學(xué)人 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所