利用扫描共焦腔f-p干涉仪实现激光偏频锁定的方法

利用扫描共焦腔f-p干涉仪实现激光偏频锁定的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用F-P干涉仪进行激光偏频锁定的方法，该方法利用一采用传统绝对频率稳定方法锁定的主激光器作为参考，主从激光器激光共同经过F-P腔的出射信号的峰值时间差作为频率误差信号，实现主从激光器的偏频锁定。该方法无需射频器件就能实现大范围的偏频锁定，具有结构简单，稳定性强等优点。
【专利说明】利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现激光偏频锁定的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光频率锁定技术，具体涉及一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现两个或者多个激光之间的偏频锁定方法，其主要用于需要精确控制多个激光器波长的系统，如差分吸收激光雷达系统。
【背景技术】
[0002]差分吸收激光雷达系统中往往需要多个频率稳定的激光光源，一些激光波长处于分子或者原子吸收谱线内，另外一些处于原子吸收谱线外。处于吸收谱线内的激光我们可以通过F1DH (Pound-Drever-HalI)等现有成熟方法进行锁定,但是处于吸收谱线外的激光锁定比较困难。常规方法通过声光或者电光等激光移频设备把频率移到吸收谱线内进行锁定，这种方法的缺点为移频范围有限，而且需要非常多的射频元件(频率大于1GHz)，成本高，技术复杂。

【发明内容】

[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪及时间测量技术的偏频锁定方法，原理如下:
[0004]首先主激光器利用目前成熟的绝对频率稳定技术进行稳频。稳频后的激光入射至一被压电扫描的F-P腔内，从F-P腔输出的信号作为绝对频率参考；然后把从激光器(被偏频锁定激光器)出射光也入射进F-P腔，此时出射信号和主激光器的出射信号之间有时间先后关系，通过测量这个时间变化来监控从激光器频率变化，并反馈给控制系统，对从激光器进行稳频。同理，可以可得，多台从激光器也可以用一样的方法进行锁定。
[0005]信号波形如图1所示，t0为波长为λ i的激光峰值出现时间，RO为波长为λ i的激光峰值出现时对应的F-P腔长，tl为波长为λ 2的激光峰值出现时间，Rl为波长为λ2的激光峰值出现时对应的F-P腔长变化，设压电陶瓷的扫描速度为Vs，则:
【权利要求】
1.一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现激光偏频锁定的方法，其特征是:用传统绝对频率锁定方法锁定主激光器，主激光器激光注入扫描共焦腔F-P干涉仪中，其出射信号出现的峰值时间作为参考，同时把一台或者多台从激光器激光注入到扫描共焦腔F-P干涉仪中，其出射信号和主激光器出射信号有时间差异，通过该差异能算出频率偏移，从而对从激光器进行偏频锁定。
2.根据权利要求1所述的一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现激光偏频锁定的方法，其特征在于:所述的扫描共焦腔F-P干涉仪为腔长可扫描的共焦腔F-P干涉仪。
3.根据权利要求1所述的一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现激光偏频锁定的方法，其特征在于:所述的主激光器通过调整其电流和温度或者压电来改变波长。
4.根据权利要求1所述的一种利用扫描共焦腔F-P干涉仪实现激光偏频锁定的方法，其特征在于:所述的从激光器通过调整其电流和温度或者压电来改变波长。
【文档编号】H01S3/13GK103855599SQ201410020894
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】胡以华, 刘豪, 舒嵘, 洪光烈, 郑龙, 葛烨 申请人:中国科学院上海技术物理研究所