一種線性吸收fm激光穩頻系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本專利涉及一種激光穩頻系統，具體地說，是一種線性吸收FM激光穩頻系統
【背景技術】
[0002]激光穩頻系統在光譜學，計量學，光通信中得到了廣泛應用，激光穩頻的方法也有非常多，有主動型穩頻方式和被動型激光穩頻方式，主動型激光穩頻方式的精度較高。本專利屬于主動型穩頻方式，主動型激光穩頻方式有蘭姆凹陷穩頻法，塞曼效應穩頻法等，蘭姆凹陷穩頻法穩定性不夠，塞曼效應穩頻法性能好，但是結構復雜，不適合在一些復雜的環境當中使用。
[0003]本專利能夠非常好地解決以上問題，線性吸收FM激光穩頻系統光路相對簡單，激光頻率穩定度高，且系統的信號處理模塊利用兩正交的參考信號對待測信號進行耦合，分別得到兩耦合值，利用這兩耦合值求解出激光波長的偏移量，利用這一偏移量控制驅動電流值使得激光波長達到設定波長，這一信號處理方式大大增強了本專利的適應性。
【發明內容】
[0004]本專利的目的提供一種系統相對簡單不需要移相即可檢出反饋信號，并根據反饋信號控制激光波長穩定的系統。
[0005]為實現上述目的，本專利包括控溫模塊，控流模塊，射頻發生器，可調諧激光器，光隔離器，分束器，氣體吸收池，光電轉化模塊，信號處理模塊，可調諧激光器分別與控溫模塊、控流模塊、射頻發生器、光隔離器相連接，分束器分別與光隔離器、氣體吸收池相連接，光電轉化模塊分別與氣體吸收池、信號處理模塊相連，信號處理模塊分別與光電轉化模塊、射頻發生器、控流模塊相連接。
[0006]一種線性吸收FM激光穩頻系統的激光穩頻方法如下，激光信號被射頻調制，經過氣體吸收池吸收的調制激光信號作為反饋信號被光電轉化模塊轉換為電信號送給信號處理模塊處理，信號處理模塊利用兩正交射頻信號與反饋進行耦合并對耦合量進行計算求取激光波長偏移量，并根據求取的偏移量控制激光波長穩定在目標位置。信號處理模塊求取激光偏移量時只需利用兩正交的射頻參考信號分別與經過光電轉換后的信號耦合，并通過計算即可求出激光波長偏移量，不需要調節相位使得參考信號與待測信號同相來求偏移量。激光調制信號采用射頻信號。系統利用經過氣體吸收池吸收后的調制信號作為反饋。控溫模塊將溫度控制在穩定值，激光波長的穩定是通過控流模塊調節驅動電流來實現。
[0007]本專利的優點在于:激光頻率穩定度高，系統相對較為簡單，并且無需對參考信號進行相位調節即可求出反饋用信號，系統使用方便，適應性強。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖1、圖2對本專利做進一步說明
[0009]圖1是本專利系統框圖。
[0010]圖2是本專利中的信號處理模塊內部框圖。
【具體實施方式】
[0011]圖1是本專利系統框圖，它由控溫模塊，控流模塊，射頻發生器，可調諧激光器，光隔離器，分束器，氣體吸收池，光電轉化模塊，信號處理模塊組成。控溫模塊、控流模塊和射頻信號發生器驅動可調諧激光器，經過調制的激光信號經過光隔離器，分束器將從光隔離器到來的激光分成反饋激光和出射激光，反饋激光穿過氣體吸收池，由于所選激光的波長處在吸收氣體的吸收線上，因此激光經過氣體吸收池后的能量發生變化，激光到達光電轉化模塊被轉換為電信號，電信號送入信號處理模塊進行處理，提取出激光波長的偏移量，根據激光波長的偏移量，控制控流模塊驅動電流的變化從而實現激光穩頻。
[0012]圖2是本專利中的信號處理模塊內部框圖，它由混頻器I，混頻器2，低通濾波器I，低通濾波器2，A/D轉換器1，A/D轉換器2，處理器組成。光電探測器輸出信號分別送給混頻器I和混頻器2與射頻發生器產生的正弦和余弦兩正交信號混頻，經過混頻的信號分別送到低通濾波器I和低通濾波器2，濾除高頻分量，兩直流分量分別經過A/D轉換器1、A/D轉換器2轉換為數字信號送到處理器，處理器根據所接收的兩個分量進行計算求出激光偏移量，并根據偏移量的大小對控流模塊發出控制命令，使得激光波長穩定在目標值。
【主權項】
1.一種線性吸收FM激光穩頻系統，包括控溫模塊(I)，控流模塊(2)，射頻發生器(3)，可調諧激光器(4)，光隔離器(5)，分束器￠)，氣體吸收池(7)，光電轉化模塊(8)，信號處理模塊(9)，其特征在于: 所述的可調諧激光器(4)分別與控溫模塊(I)、控流模塊(2)、射頻發生器(3)、光隔離器(5)相連接，分束器(6)分別與光隔離器(5)、氣體吸收池(7)相連接，光電轉化模塊(8)分別與氣體吸收池(7)、信號處理模塊(9)相連，信號處理模塊(9)分別與光電轉化模塊(8)、射頻發生器(3)、控流模塊(2)相連接。
【專利摘要】本專利公開一種線性吸收FM激光穩頻系統，它包括控溫模塊，控流模塊，射頻發生器，可調諧激光器，光隔離器，分束器，氣體吸收池，光電轉化模塊，信號處理模塊。本專利的特征是將經過射頻調制的激光送入氣體吸收池，而后通過光電探測器將激光信號轉化為電信號，轉換后信號送入信號處理系統進行處理求出激光波長的偏移量，根據偏移量控制激光器實現穩頻。信號處理系統分別利用兩個正交信號與光電轉化器輸出信號耦合，從而免除了移相的麻煩。本專利的優點在于：激光頻率穩定度高，結構簡單，適應性強，不需要通過移相來得到所需要的偏移量，能夠方便地應用在不同調制頻率的穩頻系統中。
【IPC分類】H01S3-13
【公開號】CN204333594
【申請號】CN201420770460
【發明人】李文辰, 代作曉, 戴寧, 魯湛, 馬貝
【申請人】中國科學院上海技術物理研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月9日