基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量方法及装置
专利汇可以提供基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为一种基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量方法及装置，同时采用两台 频率 可大范围无跳模调谐的可调谐 激光器 ，利用Pound-Drever-Hall(PDH)方法将这两台激光器的光 波长 分别 锁 定至腔长处于 真空 隔振腔中的待测的法-珀腔的两个相隔N个自由 光谱 范围的透射峰上。用波长计和光频梳系统分别测定这两束激光的绝对频率，从而得到待测法-珀腔的 自由光谱范围 ，由待测腔长和自由光谱范围之间的关系获得待测法-珀腔的腔长，两台可调谐激光器可大范围无跳模的调谐，增大测量范围；同时锁定两台激光器的频率，可增大测量速度；测量两台激光频率的光频梳系统已将其重复频率和偏置频率溯源至 微波 频率基准，从而使测量结果具有可溯源性。，下面是基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，包括：
第一可调谐激光器系统：其中包括第一可调谐激光驱动器（0-1），第一可调谐激光驱动器（0-1）的输出接第一可调谐激光器（1-1），第一可调谐激光器（1-1）的输出依次经第一光隔离器（2-1）和第一保偏光纤准直器（3-1）耦合进入第一保偏光纤（4-1）；
第二可调谐激光器系统：其中包括第二可调谐激光驱动器（0-2），第二可调谐激光驱动器（0-2）的输出接第二可调谐激光器（1-2），第二可调谐激光器（1-2）的输出依次经第二光隔离器（2-2）和第二保偏光纤准直器（3-2）耦合进入第二保偏光纤（4-2）；
第一激光频率调制系统：其中包括第一光纤电光调制器（5-1），第一光纤电光调制器（5-1）的输入端连接第一保偏光纤（4-1），第一电光调制器驱动器（6-1）的输出接第一光纤电光调制器（5-1）实现对其的驱动控制，第一光纤电光调制器（5-1）的输出接第三保偏光纤（4-3）；
第二激光频率调制系统：其中包括第二光纤电光调制器（5-2），第二光纤电光调制器（5-2）的输入端连接第二保偏光纤（4-2），第二电光调制器驱动器（6-2）的输出接第二光纤电光调制器（5-2）实现对其的驱动控制，第二光纤电光调制器（5-2）的输出接第四保偏光纤（4-4）；
保偏光纤分光系统：其中包括连接在第一激光频率调制系统输出端的第一保偏光纤耦合器（7-1），第一保偏光纤耦合器（7-1）的输出分成两路分别接第五保偏光纤（4-5）和第六保偏光纤（4-6）；以及连接在第二激光频率调制系统输出端的第二保偏光纤耦合器（7-2），第二保偏光纤耦合器（7-2）的输出分成两路分别接第七保偏光纤（4-7）和第八保偏光纤（4-8）；第五保偏光纤（4-5）和第七保偏光纤（4-7）的输出接第三保偏光纤耦合器（7-3）的输入，耦合成一路后，由第九保偏光纤（4-9）输出；
法-珀腔锁定系统：其中包括与第九保偏光纤（4-9）连接的第三保偏光纤准直器（3-3），第三保偏光纤准直器（3-3）接第三光隔离器（2-3），在第三光隔离器（2-3）输出光路径上依次设置模式匹配透镜系统（8）、偏振分光棱镜（9）、四分之一玻片（10）和待测法-珀腔（11），待测法-珀腔（11）设置在真空隔振腔（19）中，从待测法-珀腔（11）反射的光经四分之一玻片（10）和偏振分光棱镜（9）后的路径上设置高速光探测器（13），产生的电信号输入到锁定电路（18），基于Pound-Drever-Hall方法，锁定电路（18）产生相应的控制信号，控制第一可调谐激光驱动器（0-1）和第二可调谐激光驱动器（0-2），将第一可调谐激光器（1-1）和第二可调谐激光器（1-2）的出射光的中心频率分别锁定至特定的透射峰上；
激光频率测量及计算控制系统：其中包括一个光纤光开关（14），光纤光开关（14）的一端接第六保偏光纤（4-6）和第八保偏光纤（4-8），光纤光开关（14）的另一端通过第十保偏光纤（4-10）接第四保偏光纤耦合器（7-4），第四保偏光纤耦合器（7-4）的输出分成两路，一路通过第十一保偏光纤（4-11）接波长计（15），另一路通过第十二保偏光纤（4-12）接飞秒光频梳系统（16），波长计（15）和飞秒光频梳系统（16）的输出都接计算机（17），计算机控制整个测量系统的协同工作，控制锁定电路（18）将第一可调谐激光器（1-1）和第二可调谐激光器（1-2）输出激光的中心频率分别锁定至待测法-珀腔（11）的相隔N个自由光谱范围的透射峰上，计算机（17）同时控制设置在待测法-珀腔（11）一个腔镜上的压电陶瓷（12）使该腔镜产生位移。
2.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述第一可调谐激光器（1-1）和第二可调谐激光器（1-2）均为中心波长在1560nm的半导体激光器，输出单一频率、单一偏振方向的激光；所述第一至第十二保偏光纤（4-1～
4-12）均为传播波长在1560nm的保偏光纤；第一至第四保偏光纤耦合器（7-1～7-4）均工作在1560nm波段，分光比均为1:1；第一光纤电光调制器（5-1）和第二光纤电光调制器（5-2）均工作在1560nm波段；第一电光调制器驱动器（6-1）的调制频率为10MHz，第二电光调制器驱动器（6-2）的调制频率为11MHz；波长计（15）测量波段范围为1100-2250nm，测量精度为60MHz；飞秒光频梳系统（16）的中心波长为1560nm，重复频率为250MHz，偏置频率为
20MHz。
3.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述第一至第三保偏光纤准直器（3-1，3-2，3-3），用于将空间线偏振光耦合进保偏光纤或者将光纤中传播的激光不改变偏振态地准直出射为空间光。
4.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述第一保偏光纤耦合器（7-1）和第二保偏光纤耦合器（7-2），都是将一路入射光纤中的激光均分成两路输出。
5.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述第一光纤电光调制器（5-1）与第二光纤电光调制器（5-2）具有不同的调制频率，即f1≠f2，在锁定电路（18）中通过不同的带通滤波器将两路光的误差信号分别检测出来。
6.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述波长计（15）和飞秒光谱梳系统（16）的测量光波的范围均涵盖了第一可调谐激光器（1-1）和第二可调谐激光器（1-2）能够工作的范围，且波长计（15）的精度优于飞秒光频梳系统（16）的重复频率的一半，且飞秒光频梳系统（16）的重复频率和偏置频率均溯源至微波频率基准。
7.根据权利要求1所述的基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量装置，其特征在于，所述锁定电路（18）对高速光探测器信号进行双通道滤波、混频产生误差信号，再通过PI控制单元，分别控制第一、二可调谐激光驱动器（0-1，0-2），将第一可调谐激光器（1-1）和第二可调谐激光器（1-2）的出射光的中心频率分别锁定至待测法-珀腔（11）的特定的透射峰上。
基于飞秒光频梳的法-珀干涉绝对距离测量方法及装置
技术领域
背景技术
发明内容
2-3后被模式匹配透镜系统8整形成能在待测法-珀腔11中振荡的光斑模式，再经过偏振分光棱镜9和四分之一玻片10后光变成圆偏振光，进入真空隔振腔19中的待测法-珀腔
11，从待测法-珀腔11反射的光再次透过四分之一玻片10，这时反射光是垂直于纸面的线偏振光，再次到达偏振分光棱镜9时被反射，由设置在该路径上的高速光探测器探测13探测，产生的电信号输入到锁定电路18，基于Pound-Drever-Hall方法，锁定电路18产生相应的控制信号，控制第一可调谐激光驱动器0-1和第二可调谐激光驱动器0-2，将第一可调谐激光器1-1和第二可调谐激光器1-2的出射光的中心频率分别锁定至特定的透射峰上；
14，由第十保偏光纤4-10输出，再由第四保偏光纤耦合器7-4分成光强相等的两路，分别经第十一保偏光纤4-11输出至波长计15和经第十二保偏光纤4-12输出至飞秒光频梳系统
16。根据波长计15和飞秒光频梳系统16的测量结果，计算机17可分时的获得第一、二可调谐激光器输出的激光的绝对频率v1和v2，计算出待测法-珀腔11的自由光谱范围并最终获得其腔长L。在测得一次待测法-珀腔的腔长之后，通过计算机17控制设置在待测法-珀腔11一个腔镜上的压电陶瓷12使该腔镜产生一定的位移ΔL。再利用上述方法锁定时这两台激光器的频率将随之发生一定的漂移，通过上述频率测量方法测得待测法-珀腔镜移动之后的两激光的频率为v1′和v2′，进而获得法-珀腔镜移动之后的腔长L′。根据两次测得的腔长，计算出腔镜的位移量ΔL。
具体实施方式
2-3后被模式匹配透镜系统8整形成能在待测法-珀腔11中振荡的光斑模式，再经过偏振分光棱镜9和四分之一玻片10后光变成圆偏振光，进入真空隔振腔19中的待测法-珀腔
11，从待测法-珀腔11反射的光再次透过四分之一玻片10，这时反射光是垂直于纸面的线偏振光，再次到达偏振分光棱镜9时被反射，由设置在该路径上的高速光探测器探测13探测，产生的电信号输入到锁定电路18，基于Pound-Drever-Hall方法，锁定电路18产生相应的控制信号，控制第一可调谐激光驱动器0-1和第二可调谐激光驱动器0-2，将第一可调谐激光器1-1和第二可调谐激光器1-2的出射光的中心频率分别锁定至特定的透射峰上；
14，由第十保偏光纤4-10输出，再由第四保偏光纤耦合器7-4分成光强相等的两路，分别经第十一保偏光纤4-11输出至波长计15和经第十二保偏光纤4-12输出至飞秒光频梳系统
16。根据波长计15和飞秒光频梳系统16的测量结果，计算机17可分时的获得第一、二可调谐激光器输出的激光的绝对频率v1和v2，计算出待测法-珀腔11的自由光谱范围并最终获得其腔长L。在测得一次待测法-珀腔的腔长之后，通过计算机17控制设置在待测法-珀腔11一个腔镜上的压电陶瓷12使该腔镜产生一定的位移ΔL。再利用上述方法锁定时这两台激光器的频率将随之发生一定的漂移，通过上述频率测量方法测得待测法-珀腔镜移动之后的两激光的频率为v1′和v2′，进而获得法-珀腔镜移动之后的腔长L′。根据两次测得的腔长，计算出腔镜的位移量ΔL。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种自由光谱区可大范围调节的空气隙法珀标准具 | 2020-05-12 | 482 |
| 基于组合型调谐滤波器的全光纤快速扫频激光光源 | 2020-05-14 | 44 |
| 一种基于硅基的窄线宽可调外腔激光器 | 2020-05-18 | 685 |
| 可调谐短腔激光器传感器 | 2020-05-15 | 177 |
| 一种测量光学腔自由光谱范围的装置和方法 | 2020-05-11 | 713 |
| 波长跟踪色散补偿器 | 2020-05-16 | 359 |
| 一种基于波导光栅的单纤多重波分复用器 | 2020-05-17 | 177 |
| 农产品组织光学特性检测装置 | 2020-05-18 | 334 |
| 扫描共焦腔F-P干涉仪自由光谱范围测量系统 | 2020-05-13 | 333 |
| 一种OCT中基于时空分光的宽光谱高分辨探测系统 | 2020-05-16 | 637 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
