[发明专利]同时降低单频激光强度与频率噪声的装置及其工作方法

权利要求书

1.同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于包括单模半导体泵浦光源（1）、激光幅度调制装置（2）、光纤耦合器（3）、光电探测器（4）、反馈控制单元（5）、单频光纤激光器模块（6）；各部件的结构关系是：单模半导体泵浦光源（1）与激光幅度调制装置（2）的输入端连接，激光幅度调制装置（2）的输出端与光纤耦合器（3）的输入端连接，光纤耦合器（3）的小输出端与光电探测器（4）的信号接收端连接，光电探测器（4）的信号输出端与反馈控制单元（5）的信号输入端连接，反馈控制单元（5）的信号输出端与激光幅度调制装置（2）的驱动端口连接，而光纤耦合器（3）的大输出端与单频光纤激光器模块（6）的泵浦端口连接；所述光纤耦合器（3）的大输出端口与小输出端口耦合比例大于9:1；所述低频是指20 Hz-100 kHz的频率范围；所述激光幅度调制装置（2）的输入输出端口是光纤耦合的，或者是自由空间耦合的。

2.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于所述光纤耦合器（3）能由基于自由空间运转的激光分束器代替；所述自由空间运转由光纤准直器实现。

3.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于所述激光幅度调制装置（2）是声光调制器、电光调制器或液晶设备。

4.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于所述单频光纤激光器模块（6）的增益介质为掺杂镧系离子、过渡金属离子中一种或多种的组合体的单一组分或者多组分玻璃光纤；所述单频光纤激光器模块（6）的激光腔结构是线性腔或环形腔；所述单频光纤激光器模块（6）的选频部件是光纤布拉格光栅、二色镜、饱和吸收体、未泵浦的有源光纤或者窄带滤波器；单频光纤激光器模块（6）的泵浦方式是前向泵浦、后向泵浦或双向泵浦。

5.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于所述单频光纤激光器模块（6）的输出特性具有任意偏振态。

6.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于所述单频光纤激光器模块（6）是连续或者脉冲输出。

7.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置，其特征在于单频光纤激光器模块（6）是频率稳定或者频率调制输出。

8.如权利要求1所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置的工作方法，其特征在于单模半导体泵浦光源输出的泵浦光经由激光幅度调制装置后，由光纤耦合器或激光分束器分成两部分，其中大部分泵浦光输入到单频光纤激光器模块中对其进行泵浦，剩下的小部分泵浦光则被光电探测器转化为电信号，并通过反馈控制单元处理后加载到激光幅度调制装置的驱动电压上；该电信号携带了泵浦激光的强度噪声信息；反馈控制单元从接受到的电信号中提取出激光噪声信号后，经过PID控制处理获得噪声抑制信号，将该噪声抑制信号加载到激光幅度调制装置的驱动电压上，通过幅度调制的方式直接降低泵浦激光的低频强度噪声；由于单频光纤激光器的强度噪声和频率噪声在低频段的主要来源均为泵浦激光的强度噪声，因此单频光纤激光器模块的两种噪声在低频段均得到相应的降低。

9.如权利要求2所述的同时降低单频激光低频强度噪声与频率噪声的装置的工作方法，其特征在于单模半导体泵浦光源输出的泵浦光经由激光幅度调制装置后，由激光分束器分成两部分，其中大部分泵浦光输入到单频光纤激光器模块中对其进行泵浦，剩下的小部分泵浦光则被光电探测器转化为电信号，并通过反馈控制单元处理后加载到激光幅度调制装置的驱动电压上；该电信号携带了泵浦激光的强度噪声信息；反馈控制单元从接受到的电信号中提取出激光噪声信号后，经过PID控制处理获得噪声抑制信号，将该噪声抑制信号加载到激光幅度调制装置的驱动电压上，通过幅度调制的方式直接降低泵浦激光的低频强度噪声；由于单频光纤激光器的强度噪声和频率噪声在低频段的主要来源均为泵浦激光的强度噪声，因此单频光纤激光器模块的两种噪声在低频段均得到相应的降低。