[发明专利]一种用于测量激光绝对波长的组合装置及其波长测量方法

说明书

本发明公开了一种用于测量激光绝对波长的组合装置及其波长测量方法，包括可调谐激光器，法布里－珀罗干涉光路，气体吸收池光路，数据采集系统，计算机；可调谐激光器用于产生连续调频激光；法布里－珀罗干涉光路用于产生自由光谱范围间隔的干涉谱峰；气体吸收池光路用于产生特定波长的气体吸收谱峰；数据采集系统用于对；法布里－珀罗干涉光路产生的干涉信号和气体吸收池光路产生的吸收信号进行同步采样。本发明的一种用于测量激光绝对波长的组合装置及其波长测量方法，成本低廉，装置占据体积小，易于移植，可以实现激光波长的测量与溯源。本发明适合于光谱成像、激光扫频测量等高精度测量领域。

技术领域

本发明涉及精密计量技术，特别涉及一种用于测量激光绝对波长的组合装置及其波长测量方法，可应用于波长测量、光谱成像等领域。

背景技术

自激光技术诞生以来，激光测量凭借着其高准直度、高速度、高测量精度等特点，得到了广泛的应用。其中，基于光学频率梳激光测距技术和激光调频连续波测距技术为代表的测距技术，分别在合作目标和无合作目标测量领域有着较高的测距精度，一度受到人们的追捧。光学波长计，作为一种高精密测量装置，能够实时测量激光器的绝对波长，在激光测量应用中起到不可替代的作用。如在基于光学频率梳和连续波激光绝对测距中，常常采用光学波长计来确定它两拍频位于频率梳齿的位置，以此来实现连续波激光的绝对频率的锁定。目前，市面上主要的商用光学波长计厂商有安捷伦(Keysight)、德国的HighFinesse公司、日本的横河(Yokogawa)等。然而，这些厂商生产的光学波长计价格相当于一台激光器，十分昂贵，在一些工业测量现场往往无法得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于测量激光绝对波长的组合装置及其波长测量方法，成本低廉，装置占据体积小，易于移植，可以实现激光波长的高精度快速测量。

本发明所采用的技术方案是：一种用于测量激光绝对波长的组合装置，包括可调谐激光器，所述可调谐激光器的输出经过分束器分为A路和B路，所述A路进入法布里－珀罗干涉光路，所述B路进入气体吸收池光路，所述法布里－珀罗干涉光路和所述气体吸收池光路的输出端共同连接至数据采集系统，所述数据采集系统的输出端连接至计算机；

所述可调谐激光器用于产生连续扫频激光；

所述法布里－珀罗干涉光路用于产生若干个自由光谱范围间隔的干涉谱峰，形成干涉信号；

所述气体吸收池光路用于产生若干个特定激光波长的气体吸收谱峰，形成吸收信号；

所述数据采集系统用于对所述法布里－珀罗干涉光路产生的干涉信号和所述气体吸收池光路产生的吸收信号进行同步采样，并将采样后的信号送入计算机。

进一步的，所述法布里－珀罗干涉光路包括依次连接的法布里－珀罗腔和第一光电探测器，所述第一光电探测器的输出端连接至所述数据采集系统的输入端；从所述分束器分束的A路光束经过法布里－珀罗腔后，由于A路光束法布里－珀罗腔内产生多波长干涉因而产生了若干个自由光谱范围间隔的干涉谱峰，由若干个自由光谱范围间隔的干涉谱峰组成的干涉信号被第一光电探测器接收。

进一步的，所述气体吸收池光路包括依次连接的分子气体吸收腔和第二光电探测器，所述第二光电探测器的输出端连接至所述数据采集系统的输入端；从所述分束器分束的B路光束进入分子气体吸收腔后，特定激光波长的光强会被气体吸收腔吸收，产生若干个特定激光波长的气体吸收谱峰，由若干个特定激光波长的气体吸收谱峰组成的吸收信号被第二光电探测器接收。

进一步的，所述自由光谱范围间隔的干涉谱峰的个数根据所述可调谐激光器的带宽设置而定。

进一步的，所述特定激光波长的气体吸收谱峰的个数根据所述可调谐激光器的带宽设置而定。

进一步的，所述的特定激光波长根据所述气体吸收腔的型号而定。