一种基于光纤F-P腔的PDH稳频全光纤化激光器系统的制作方法

本发明属于激光器稳频，尤其是涉及一种基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统。

背景技术：

1、在现有的基于f-p腔的激光器稳频技术研究中，采用空间型f-p腔干涉仪作为鉴频器，空间型f-p腔干涉仪反射镜的曲率半径为50mm，两个腔镜之间的距离为50mm，采用准直器和凸透镜组合为前级光路和空间f-p腔之间做模式匹配，空间f-p腔前面光源光路采用光纤光路，电光调制器之后的光路采用空间光路，光纤光路到空间光路之间需要匹配透镜进行转换，整个系统的光路部分由于存在光纤光路和空间光路，制作和调试繁琐；而在全光纤化激光器稳频装置中，但是其中核心关键器件采用的是碱金属热原子蒸气室，碱金属热原子蒸汽室尺寸也不够紧凑，封装体积较大。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，包括：

3、一激光器，用于激光输出；

4、与激光器相连接的光传导装置，对激光器输出的激光进行分光，对其中一路光进行输出，对另一路光进行调制处理；

5、与光传导装置相连接的光纤f-p腔，对另一路经过调制处理的光进行多次反射并输出；

6、分别与光传导装置和激光器相连接的控制装置，接收光纤f-p腔输出的光信号并进行处理，输出反馈信号，对激光器的输出激光频率进行调谐，稳定激光器输出激光的频率。

7、进一步的，光传导装置包括依次相连接的分光装置、相位调制装置和传输装置，分光装置与激光器连接，将激光器的激光分为两束，相位调制装置对分光后的一路光相位进行相位调制，调制后的光经信号传输装置进入光纤f-p腔。

8、进一步的，光传导装置还包括声光调制装置，声光调制装置分别与激光器和分光装置连接，对激光器的输出激光进行频率调整。

9、进一步的，分光装置为光纤分光器，光纤分光器的偏振消光比大于18db；

10、相位调制装置为光纤耦合相位调制器，光纤耦合相位调制器的调制宽带不小于100mhz，插入损耗小于10db；

11、传输装置为光纤环形器，光纤f-p腔的精细度大于10000。

12、进一步的，控制装置包括光电探测装置、调制模块、解调模块和pid控制模块，其中，

13、光电探测装置分别与传输装置和解调模块连接，光电探测装置接收传输装置输出的光信号，并传送给解调模块；

14、调制模块分别与相位调制装置和解调模块连接，调制模块输出射频信号给相位调制装置，以使得相位调制装置对激光进行相位调制；

15、解调模块对调制模块输出的本征信号和光电探测装置输出的光电信号进行混频解调处理，得到激光器的漂移误差信号；

16、pid控制模块分别与解调电路和激光器连接，pid控制模块对误差信号进行处理，控制激光器动作对输出的激光频率进行调谐处理。

17、进一步的，激光器为单频窄线宽激光器，设有压电控制装置。

18、进一步的，控制装置包括光电探测装置、调制模块、解调模块、声光调整模块和pid控制模块，其中，

19、光电探测装置分别与传输装置和解调模块连接，光电探测装置接收传输装置输出的光信号，并传送给解调模块；

20、调制模块分别与相位调制装置和解调模块连接，调制模块输出射频信号给相位调制装置，以使得相位调制装置对激光进行相位调制；

21、解调模块对调制模块输出的本征信号和光电探测装置输出的光电信号进行混频解调处理，得到激光器的漂移误差信号；

22、pid控制模块分别与解调电路、声光调整模块和激光器连接，pid控制模块对误差信号进行处理，控制激光器动作对输出的激光频率进行调谐处理，控制声光调整模块驱动声光调制装置动作，对激光器的输出激光频率进行调整。

23、进一步的，光电探测装置为光电探测器，光电探测器的带宽大于相位调制装置的射频信号带宽；

24、调制模块为调制电路，调制电路的输出射频信号的频率和射频功率可调；

25、解调模块为解调电路，pid控制模块为pid控制电路。

26、进一步的，光纤f-p腔为恒温隔振封装。

27、进一步的，声光调制模块为声光调制器驱动电路。

28、由于采用上述技术方案，该基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统具有相连接的光纤线路和电信号线路，光纤线路根据电信号线路的反馈信号对激光进行调制，抑制外界干扰，使得激光器输出的激光频率稳定；光纤线路中具有光纤f-p腔，该光纤f-p腔作为参考腔，其尺寸与光纤尺寸相同，相较于空间型光学器件更有尺寸优势，体积更小，易于进行恒温隔振封装，封装后相较于空间型光学器件尺寸更小；

29、光纤线路与激光器连接，且该光纤线路具有依次连接的声光调制装置、分光装置、相位调制装置和光纤环形器，声光调制装置、分光装置、相位调制装置和光纤环形器均为保偏光纤耦合器件，激光器输出的激光经声光调制装置调频后进入分光装置，激光经分光装置分成两束光，一束光被输出，另一束光进入相位调制装置，该束激光经相位调制后经光纤环形器进入光纤f-p腔，在光纤f-p腔经多次反射后经光纤环形器输出，电信号线路中的光电探测装置接收该输出光信号，该光信号在解调电路中与调制电路输出给相位调制装置的驱动信号的本征信号在解调电路中进行混频，得到一个包含频率失谐信息的误差信号，误差信号经过pid控制电路反馈给激光器和声光调制装置，对激光器的频率进行低频和高频的补偿，pid控制电路根据反馈信息与设定值的偏差不断调整激光器的驱动信号，从而抑制外界干扰，使得激光频率稳定；

30、各个光纤器件通过光纤熔接工艺或光纤接头进行连接，光路搭建调试简单，光路系统连接的可靠性，前级光路与光纤f-p腔之间无需通过复杂的模式转换光路进行模式匹配，使得激光器系统结构紧凑。

技术特征：

1.一种基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述光传导装置包括依次相连接的分光装置、相位调制装置和传输装置，所述分光装置与所述激光器连接，将所述激光器的激光分为两束，所述相位调制装置对分光后的一路光相位进行相位调制，调制后的光经所述信号传输装置进入所述光纤f-p腔。

3.根据权利要求2所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述光传导装置还包括声光调制装置，所述声光调制装置分别与所述激光器和所述分光装置连接，对所述激光器的输出激光进行频率调整。

4.根据权利要求2或3所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述分光装置为光纤分光器，所述光纤分光器的偏振消光比大于18db；

5.根据权利要求2所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述控制装置包括光电探测装置、调制模块、解调模块和pid控制模块，其中，

6.根据权利要求5所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述激光器为单频窄线宽激光器，设有压电控制装置。

7.根据权利要求3所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述控制装置包括光电探测装置、调制模块、解调模块、声光调整模块和pid控制模块，其中，

8.根据权利要求5-7任一项所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述光电探测装置为光电探测器，所述光电探测器的带宽大于所述相位调制装置的射频信号带宽；

9.根据权利要求1所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述光纤f-p腔为恒温隔振封装。

10.根据权利要求7所述的基于光纤f-p腔的pdh稳频全光纤化激光器系统，其特征在于：所述声光调制模块为声光调制器驱动电路。

技术总结
本发明提供一种基于光纤F‑P腔的PDH稳频全光纤化激光器系统，包括：一激光器，用于激光输出；与激光器相连接的光传导装置，对激光器输出的激光进行分光，对其中一路光进行输出，对另一路光进行调制处理；与光传导装置相连接的光纤F‑P腔，对另一路经过调制处理的光进行多次反射并输出；分别与光传导装置和激光器相连接的控制装置，接收光纤F‑P腔输出的光信号并进行处理，输出反馈信号，对激光器的输出激光频率进行调谐，稳定激光器输出激光的频率。本发明的有益效果是光纤F‑P腔尺寸与光纤尺寸相同，体积更小，易于进行恒温隔振封装，各个光纤器件通过光纤熔接工艺或光纤接头进行连接，光路搭建调试简单，光路系统连接的可靠性，使得激光器系统结构紧凑。

技术研发人员：李冬
受保护的技术使用者：厦门彼格科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31