[发明专利]提高激光器输出频率稳定度的装置及具有该装置的激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种提高激光器输出频率稳定度的装置及具有该装置的激光器。

背景技术

激光器，是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。由于激光光束细小、方向性好、以及带着巨大的功率，激光器广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面。

随着激光器的应用范围越来越广泛，对激光器输出频率的稳定度要求越来越高。现有技术提供了一种提高激光器输出稳定度的装置。该装置包括热沉、温度控制器和观测模块。热沉托住置于激光器中的激光增益介质，并与激光增益介质热接触；温度控制器与热沉热接触，间接调节激光增益介质的温度；观测模块与温度控制器连接，用于测量激光输出频率，并根据激光输出频率调整温度控制器的温度。

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：

激光器本身对激光增益介质的环境温度有一定的精度限制，现有技术控制激光增益介质的温度仅在一定精度的范围内提高激光器输出稳定度。针对激光器频率稳定度精度要求很高的重力梯度仪等高精度设备而言，现有技术无法满足其高精度激光稳频的要求。

发明内容

为了进一步提高激光器输出频率的稳定度，本发明实施例提供了一种提高激光器输出频率稳定度的装置及具有该装置的激光器。所述技术方案如下：

一种提高激光器输出频率稳定度的装置，所述装置包括：

用于从所述激光器的激光光束中选择出预定频率的激光信号的第一吸收室、用于对所述第一吸收室选择出的激光信号进行低频调制的频率调制模块、用于从调制后的激光信号选择出所述预定频率的激光信号的第二吸收室、用于探测所述第二吸收室选择出的激光信号强度并输出第一光检信号的第一光电检测模块、用于根据所述第一光检信号与预定信号之间的差值输出第一纠偏电压的第一伺服模块、以及用于根据所述第一纠偏电压调整所述激光光束的频率的压电晶体驱动器。

其中，所述装置还包括：

用于供所述激光光束通过的第一无源腔、用于探测透过所述第一无源腔的激光光束的强度并输出第二光检信号的第二光电检测模块、用于探测所述激光器的激光光束的强度并输出第三光检信号的第三光电检测模块、以及用于根据所述第二光检信号和所述第三光检信号之间的差值产生第二纠偏电压并将所述第二纠偏电压作用于所述压电晶体驱动器的第二伺服模块。

进一步地，所述第二伺服模块包括：

用于产生预设的调节电平的电平产生单元；及

用于对所述第二光检信号和所述第三光检信号之间的差值实施差分放大，并采用所述调节电平对差分放大后的差值进行补偿，以输出所述第二纠偏电压的运算放大器。

其中，所述装置还包括：

用于供所述激光光束通过的第二无源腔、用于探测透过所述第二无源腔的激光光束的强度并输出第四光检信号的第四光电检测模块、用于产生同步参考信号和调制信号的调制信号发生器和用于采用所述同步参考信号对所述第四光检信号进行相位检测的相检波模块；所述相检波模块分别与所述第四光电检测模块和所述压电晶体驱动器电连接；所述调制信号发生器分别与所述相检波模块和所述压电晶体驱动器电连接。

进一步地，所述装置还包括：

用于将所述调制信号发生器输出的调制信号先进行三分频再施加于所述压电晶体驱动器分频器；所述分频器连接在所述调制信号发生器和所述压电晶体驱动器之间。

具体地，所述第一光电检测模块为光电倍增管。

一种激光器，所述激光器包括产生并输出激光光束的激光管和前述的提高激光器输出频率稳定度的装置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过第一吸收室从所述激光光束中选择出预定频率的激光信号，通过第二吸收室从调制后的第一吸收室选择出的激光信号再次选择出预定频率的激光信号；经过两次吸收过滤使得过滤出的预定频率的激光信号较为准确，精度较高；第一光电检测模块探测第二吸收室选择出的激光信号强度并输出第一光检信号，第一伺服模块根据第一光检信号与预定信号之间的差值输出第一纠偏电压，压电晶体驱动器根据第一纠偏电压调整激光器输出激光的频率；能够主动基于激光器外围电路对激光器进行频率的稳定，不受激光器本身的精度限制，提高了激光器的输出频率稳定度，满足高精度设备的需求。

附图说明