[发明专利]一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统及方法

权利要求书

1.一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，包括：单纵模中红外光参量振荡器、超稳氦氖激光器、法布里波罗干涉腔、分光镜、光电探测器、压电陶瓷驱动器、压电陶瓷促动器、数据采集卡及存储有执行程序的计算机；

单纵模中红外光参量振荡器接收OPO泵浦光源、输出单纵模中红外信号光和闲频光；超稳氦氖激光器输出氦氖激光；氦氖激光与闲频光同轴入射到法布里波罗干涉腔内，法布里波罗干涉腔的输出光经过分光镜后分别被两个光电探测器检测输出闲频光检测信号、氦氖激光检测信号，再经过数据采集卡发送至计算机；

计算机输出两路信号给两个压电陶瓷驱动器，分别控制设置在法布里波罗干涉腔一侧的压电陶瓷促动器、设置在单纵模中红外光参量振荡器上的压电陶瓷促动器工作，改变法布里波罗干涉腔和单纵模中红外光参量振荡器的腔长。

2.按照权利要求1所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述单纵模中红外光参量振荡器包括：泵浦光输入镜(M1)、腔镜(M2)、闲频光输出镜(M3)、信号光输出镜(M4)、非线性效应晶体构成振荡腔；腔镜(M2)的镜架上安装有用于调节振荡腔腔长的压电陶瓷促动器；泵浦光为1064nm的单纵模激光。

3.按照权利要求1所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述氦氖激光与闲频光同轴入射到法布里波罗干涉腔内，是通过多个设置在氦氖激光与闲频光的光路上的反射镜、合束镜构成的调节光路来完成的。

4.按照权利要求1所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述法布里波罗干涉腔，包括：2个用于构成振荡腔的腔镜，腔镜内侧为凹面且镀有对闲频光所在波段和氦氖激光的高反射率镀膜，外侧为平面且镀有对闲频光所在波段和氦氖光的高透光率增透膜。

5.按照权利要求1所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述光电探测器能够分别探测600nm-700nm的可见光、2000nm-5000nm的中波段红外光，并在不同的光强下输出不同幅值的模拟信号。

6.按照权利要求1所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述数据采集板卡，将闲频光检测信号、氦氖激光检测信号转换成数字信号输出给计算机。

7.按照权利要求1-6任意一项所述的一种单纵模中红外OPO激光器的锁频系统，其特征在于，所述压电陶瓷促动器在压电陶瓷驱动器的驱动下产生位移，推动腔镜产生同样的位移，从而调节了振荡腔的长度。

8.一种利用权利要求1所述的单纵模中红外OPO激光器的锁频系统的锁频方法，其特征在于，包括以下步骤：

启动超稳氦氖激光器输出氦氖激光，启动泵浦光源输出泵浦光至单纵模中红外光参量振荡器后输出单纵模中红外信号光和闲频光；氦氖激光与闲频光同轴入射到法布里波罗干涉腔内；

计算机输出控制信号实时改变法布里波罗干涉腔的腔长，根据检测的闲频光检测信号、氦氖激光检测信号得到闲频光检测信号的准确波长；

计算机计算单纵模中红外光参量振荡器腔长的变化量，输出控制信号改变单纵模中红外光参量振荡器腔长，从而调节单纵模中红外信号光的输出波长。

9.按照权利要求8所述的锁频方法，其特征在于，所述计算机输出控制信号实时改变法布里波罗干涉腔的腔长，根据检测的闲频光检测信号、氦氖激光检测信号得到闲频光检测信号的准确波长，包括：

计算机输出信号使压电陶瓷驱动器控制压电陶瓷促动器实时改变法布里波罗干涉腔的腔长，接收光电探测器输出的闲频光检测信号、氦氖激光检测信号，得到氦氖激光检测信号的周期变化曲线、闲频光检测信号的周期变化曲线，以以氦氖激光检测信号的峰值间隔标定闲频光检测信号的峰值间隔，从而得到闲频光检测信号的准确波长。

10.按照权利要求8所述的锁频方法，其特征在于，所述计算机计算单纵模中红外光参量振荡器腔长的变化量，输出控制信号改变单纵模中红外光参量振荡器腔长，从而调节单纵模中红外信号光的输出波长，包括：

计算机根据闲频光检测信号的准确波长与预期设定波长的差值，得到单纵模中红外光参量振荡器腔长的变化量，输出对应的控制电压给压电陶瓷驱动器控制压电陶瓷促动器产生位移，改变单纵模中红外光参量振荡器内振荡腔的腔长，从而调节单纵模中红外信号光的输出波长。