[发明专利]一种激光频率测量装置和激光频率稳定装置

说明书

本申请提供一种激光频率测量装置及激光频率稳定装置，所述激光频率测量装置，包括激光选择光开关光学单元，激光选择光开关光学单元包括声光可调滤波器，利用声光可调滤波器的波长选择特性，实现宽带单模多波长激光光束分时切换选择，采用声光可调滤波器代替现有技术中的多模MEMS光开关，从而实现宽带单模多波长激光频率测量，提高宽带多波长激光频率测量的精度。激光频率稳定装置，包括上面所述的激光频率测量装置和反馈电路单元，所述反馈电路单元可以集成在所述波长计中，也可以为外加的一个模块，如多通道DAC数据采集硬件，从而能够稳定外部连接的单频激光器输出的激光光束的频率，实现单频激光器的频率稳定。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种激光频率测量装置和激光频率稳定装置。

背景技术

近年来，波长计测量频率的精度大幅提高，例如德国某公司的波长计可以提供从可见光到近红外波段范围内低至2MHz的绝对波长精度，该精度已经能覆盖绝大部分激光频率稳定的应用需求。由于波长计测量频率的便利性，目前很多高精度频率稳定应用开始采用波长计进行频率锁定或者扫频控制，如激光冷却技术、原子分子光谱测量、钛宝石激光器波长稳定和控制等。

波长计一般允许通过分时测量的方式获取多个激光器的频率，即具有多波长测量功能。但由于分时测量特性，该功能需要与多通道光开关(Optical Switch)相结合同步使用。当前多波长测量应用普遍采用微机电MEMS(Micro Electro-Mechanical System)光开关，该器件具有成本低，体积小，集成度高，易于规模化等一系列优势。

MEMS光开关分为单模MEMS光开关和多模MEMS光开关两种。由于光传输波导的限制，单模MEMS光开关带宽有限，只能传输特定波段范围内的光波长。与之相比，多模MEMS光开关对波长的带宽要求较低，因此，当前波长计测量宽带多波长的应用只能采用多模MEMS光开关，但由于多模MEMS光开关存在严重的模式色散和散斑现象，导致测量精度很低，与单模光束波长测量相比，一般低一个量级以上。

因此，如何提供一种激光频率(波长)测量装置，以提高现有技术中的测量精度成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种激光频率测量装置，以解决现有技术中无法采用单模MEMS光开关，只能采用多模MEMS光开关实现宽带多波长激光频率测量时，精度较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光频率测量装置，应用于宽带单模多波长激光频率的测量，所述激光频率测量装置包括：

激光选择光开关光学单元、激光选择光开光驱动单元、波长计和宽带光纤；

所述激光选择光开关光学单元包括至少两个第一光纤耦合器、一个反射镜和至少一个二向色反射镜、声光可调滤波器和第二光纤耦合器；

所述第一光纤耦合器用于耦合并发出激光光束；

所述反射镜和所述至少一个二向色反射镜与所述第一光纤耦合器一一对应设置，且所述至少一个二向色反射镜位于所述反射镜和所述声光可调滤波器之间，所述反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光至所述声光可调滤波器，所述二向色反射镜用于反射与其对应的第一光纤耦合器发出的激光光束至所述声光可调滤波器，透射其他所述第一光纤耦合器发出的激光光束；

所述声光可调滤波器与所述激光选择光开光驱动单元相连，在所述激光选择光开光驱动单元的驱动下，用于接收所述反射镜和所有所述二向色反射镜反射的光束，并选择单模激光光束衍射输出；

所述第二光纤耦合器接收所述声光可调滤波器的输出的单模激光光束，并通过所述宽带光纤输出至所述波长计；

所述波长计与所述激光选择光开光驱动单元进行通信，获取所述单模激光光束的激光信号，并测量所述单模激光光束的频率。