[实用新型]一种基于空间模式干涉的激光稳频装置

说明书

本实用新型公开了一种基于空间模式干涉的激光稳频装置利用了TEM10模为两瓣椭圆斑点的特性，在光学谐振腔的反射光场中加入一个障碍物挡住反射光束的一半，利用TEM10模的一瓣与TEM00模的干涉作为误差信号，再经过伺服控制系统的处理之后加载到光学谐振腔的压电陶瓷（PZT）上，从而达到稳频的目的。本实用新型的基于空间模式干涉的激光稳频装置简单方便、无需对光场进行相位调制及解调滤波的操作，减小了系统复杂性，提高了系统的可靠性；系统结构简易、操作方便，结构紧凑、成本低且稳频效果良好。

技术领域

本实用新型涉及激光稳频领域，特别是涉及一种基于空间模式干涉的激光稳频装置。

背景技术

目前激光稳频技术实现方法有多种，比如边带调制稳频，空间模式干涉稳频等。这些稳频技术中频率参考标准的选取包含两类：原子分子吸收线和光学谐振腔。其中光学谐振腔具有稳定度高、不受激光波长限制而被广泛采用。目前最好的稳频指标就是采用超稳谐振腔实现的。

空间模式干涉方法利用TEM00模和TEM10模干涉检测激光频率的偏移方向。该方法具有系统结构简单、操作容易、效果与边带调制稳频可比等特点，但是需要一个不常用的两像素光电探测器检测误差信号，这增加了系统的复杂程度和成本。

实用新型内容

本实用新型主为解决现有问题的不足之处而提供一种基于空间模式干涉的激光稳频装置。

本实用新型采取以下技术方案：一种基于空间模式干涉的激光稳频装置，包括单纵模激光器、光学谐振腔、光束挡板及单像素直流光电探测器；

其中，单纵模激光器、光学谐振腔、光束挡板及单像素直流光电探测器设置于一指定的激光光路上；单纵模激光器产生激光射线，并将激光射线发射到光学谐振腔，激光射线经光学谐振腔的处理，处理后的激光射线发射到单像素直流光电探测器，光束挡板设置于光学谐振腔和单像素直流光电探测器之间的光路上，用以将处理后的激光射线分为第一激光射线和第二激光射线，并阻挡第一激光射线，使第二激光射线射入单像素直流光电探测器。

其中，还包括光学隔离器，光学隔离器设置于单纵模激光器和光学谐振腔之间的光路上，用以防止激光束反射回单纵模激光器。

其中，光学谐振腔包括第一高反镜和第二高反镜，激光进入光学谐振腔后经第一高反镜和第二高反镜的反射和、或投射作用射出到光路上设置的单像素直流光电探测器。

其中，从第一高反镜射出的激光光路上设置光束挡板。

其中，还包括伺服控制系统，伺服控制系统包括比例积分电路、高压放大器及函数发生器，比例积分电路连接第一高反镜射出的激光光路上设置的单像素直流光电探测器，高压放大器连接比例积分电路和光学谐振腔的压电陶瓷，函数发生器连接高压放大器。

其中，单纵模激光器、光学隔离器、光学谐振腔、光束挡板及单像素直流光电探测器之间设置反射镜，以延长激光的传输光路。

区别于现有技术，本实用新型的基于空间模式干涉的激光稳频装置利用了TEM10模为两瓣椭圆斑点的特性，在光学谐振腔的反射光场中加入一个障碍物挡住反射光束的一半，利用TEM10模的一瓣与TEM00模的干涉作为误差信号，再经过伺服控制系统的处理之后加载到光学谐振腔的压电陶瓷(PZT)上，从而达到稳频的目的。本实用新型的基于空间模式干涉的激光稳频装置简单方便、无需对光场进行相位调制及解调滤波的操作，减小了系统复杂性，提高了系统的可靠性；系统结构简易、操作方便，结构紧凑、成本低且稳频效果良好。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种基于空间模式干涉的激光稳频装置的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种基于空间模式干涉的激光稳频装置的TEM00模的相位随频率的变化示意图。