[发明专利]一种激光器稳频系统

说明书

本发明公开了一种激光器稳频系统，属于激光器领域。所述系统包括：参考激光器、第一电光调制器、第一偏振分光棱镜、第一半波片、法布里‑玻罗干涉仪、第二半波片、第二偏振分光棱镜、第二电光调制器和待稳激光器；压电陶瓷，向第一电光调制器输出第一参考信号的第一驱动源，设于第一偏振分光棱镜的反射光路上的第一光电单元，将第一振荡信号和第一光电单元输出的频率信号进行混频的第一混频器，根据第一混频器输出的信号产生电压信号的驱动源；向第二电光调制器输出第二参考信号的第二驱动源，设于第二偏振分光棱镜的反射光路上的第二光电单元，将第二振荡信号和第二光电单元输出的频率信号进行混频的第二混频器。

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种激光器稳频系统。

背景技术

半导体激光器是科研和工业中的重要激光光源。

半导体激光器的线宽约为10MHz，其长期漂移指标>100MHz/1h，而在原子的激光冷却等研究中，通常需要半导体激光器的线宽小于1MHz甚至10kHz，几个小时内的漂移也在1MHz以内。为了满足相关研究中对半导体激光器稳定度的需求，通常会采用下面几种方法来实现半导体激光器的稳频：饱和吸收稳频、Zeeman稳频、偏振光谱稳频、外腔稳频以及传输腔稳频。

其中，传输腔稳频是利用一台稳定度高的激光器做参考(例如碘稳频的氦氖激光器)，将参考激光器的激光和待稳激光器(半导体激光器)的激光同时入射到一台扫描的法布里-玻罗干涉仪(传输腔)中，利用光电探测器探测参考激光器的激光经过传输腔后的透射信号及待稳激光器的激光经过传输腔后的透射信号，再采用数据采集卡转换成数字信号后输入到计算机中，利用计算机程序进行处理，通过计算并锁定透射信号中透射峰间距来提高待稳激光器的稳定度。其中，传输腔的腔长由压电陶瓷进行调节，具体可以通过压电陶瓷驱动源输出的锯齿波电压信号调节压电陶瓷的伸缩，由此改变传输腔的长度，达到改变传输腔的谐振频率的目的。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

第一，在将光电探测器输出的信号输入到计算机中时，如果数据采集卡采集速率低，则会由于传输速度的问题造成反馈的延时，如果数据采集卡采集速率高，则会造成成本过高；第二，压电陶瓷一直处于扫描状态，由于压电陶瓷的扫描是非线性的，因此，同样的扫描电压可能对应于压电陶瓷不同的扫描长度，同时，由于压电陶瓷不同的长度的电压敏感度不同，可能会造成误差信号的不敏感，从而限制了待稳激光器锁定的效果；第三，传输腔稳频只能控制激光的长期漂移，而对激光的线宽压窄的贡献不大。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种激光器稳频系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种激光器稳频系统，所述系统包括：

沿一条直线依次设置的参考激光器、第一电光调制器、第一偏振分光棱镜、第一半波片、法布里-玻罗干涉仪、第二半波片、第二偏振分光棱镜、第二电光调制器和待稳激光器，所述参考激光器和所述待稳激光器的激光发射端正对所述法布里-玻罗干涉仪；

固定在所述法布里-玻罗干涉仪的传输腔上的压电陶瓷，用于产生第一振荡信号并向所述第一电光调制器输出第一参考信号的第一驱动源，设于所述第一偏振分光棱镜的反射光路上的第一光电单元，用于将所述第一振荡信号和所述第一光电单元输出的频率信号进行混频的第一混频器，用于根据所述第一混频器输出的信号产生电压信号作用于所述压电陶瓷的驱动源；

用于产生第二振荡信号并向所述第二电光调制器输出第二参考信号的第二驱动源，设于所述第二偏振分光棱镜的反射光路上的第二光电单元，用于将所述第二振荡信号和所述第二光电单元输出的频率信号进行混频的第二混频器，所述第二混频器还用于将混频后的信号作为纠偏信号输出给所述待稳激光器；