多参考频率的激光器波长校验装置及其校验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高性能激光器波长校验，具体涉及多参考频率的激光器波长校验装置及其校验方法。
【背景技术】
[0002]在高性能激光器的生产与调试过程中，总能涉及到对激光器波长进行校准，一种高效的办法是通过已经经过校准的、波长固定的光源作为待测激光器的参考对象，采用直接检测方法对待测激光器频率进行测量，图1所示为基于直接检测技术的激光器波长校验装置结构示意图，该装置将参考光源与待测光源在光耦合器进行耦合，再将耦合后的光信号经单个光电探测器进行检测，完成对激光器波长的校验。
[0003]该方案的优点是结构简单、易于实施、成本低；但是该方案只能检测其频率偏差的绝对值，无法区分待测激光器的频率偏差方向，即待测激光器的实际频率宄竟是大于还是小于参考光源频率值。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是激光器波长校验装置只能检测待测激光器频率偏差的绝对值，无法区分其频率偏差方向的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种多参考频率的激光器波长校验装置包括:
[0006]多频率参考光源产生单元用于输出多频率参考光源，所述多频率参考光源由频率为π的第一参考光源和频率为f2的第二参考光源耦合而成，第一参考光源的光强度A不等于第二参考光源的光强度B ;
[0007]第一光耦合器接收多频率参考光源和激光器发射的待测光源，进行耦合后输出；
[0008]光电探测器对所述第一光耦合器输出的耦合光进行检测得到拍频结果，并输出；
[0009]结果判定单元根据拍频结果以及第一参考光源和第二参考光源的光强度大小关系判定待测光源频率偏差方向，得到该待测光源频率的偏差方向判定结果。
[0010]在上述多参考频率的激光器波长校验装置中，所述多频率参考光源产生单元由分光器、声光调制器、光衰减器和第二光耦合器组成；
[0011]所述分光器将频率为fl的参考光源分为两路，其中一路直接作为第一参考光源进入第二光耦合器；另一路输入所述声光调制器，所述声光调制器以固定调制频率Af对其频率进行调制，得到频率为f2的第二参考频率光源，则fl-f2 = Δ?.，所述第二参考光源经过所述光衰减器对其光强度进行调整，再进入所述第二光耦合器与所述第一参考光源耦合输出多频率参考光源。
[0012]在上述多参考频率的激光器波长校验装置中，所述拍频结果有以下三种:
[0013]第一种:在△ f处有一个固定频率的拍频分量，在小于△ f处有两个拍频分量，且两个拍频分量的频率之和的绝对值为Af;
[0014]第二种:在Af处有一个固定频率的拍频分量，在大于Af处有两个拍频分量，且两个拍频分量的频率之差的绝对值为Δ?.;
[0015]第三种:在Af处有一个固定频率的拍频分量，在大于Af和小于Af处各有一个拍频分量，且两个拍频分量的频率之差的绝对值为Δ f。
[0016]在上述多参考频率的激光器波长校验装置中，所述结果判定单元对待测光源频率偏差方向判定原则为:
[0017](I)拍频结果为第一种，偏差方向判定结果为待测光源频率大于多频率参考光源中的较小频率，小于多频率参考光源中的较大频率；
[0018](2)拍频结果为第二种:
[0019](a)当第一参考光源光强度A大于第二参考光源光强度B时，
[0020]如果大于△ f处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较大，则偏差方向判定结果为待测光源频率大于多频率参考光源中的较大频率；
[0021]如果大于Af处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较小，则偏差方向判定结果为待测光源频率小于多频率参考光源中的较小频率；
[0022](b)当第一参考光源光强度A小于第二参考光源光强度B时，
[0023]如果大于△ f处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较大，则偏差方向判定结果为待测光源频率小于多频率参考光源中的较小频率；
[0024]如果大于△ f处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较小，则偏差方向判定结果为待测光源频率大于多频率参考光源中的较大频率；
[0025](3)拍频结果为第三种:
[0026](a)当第一参考光源光强度A大于第二参考光源光强度B时；
[0027]如果Af两侧的拍频分量中大于Af处的拍频分量的拍频分量功率较大，则偏差方向判定结果为待测光源频率fx大于多频率参考光源中的较大频率；
[0028]如果Af两侧的拍频分量中大于Af处的拍频分量的拍频分量功率较小，则偏差方向判定结果为待测光源频率fx小于多频率参考光源中的较小频率；
[0029](b)当第一参考光源光强度A小于第二参考光源光强度B时；
[0030]如果Af两侧的拍频分量中大于Af处的拍频分量的拍频分量功率较大，则偏差方向判定结果为待测光源频率fx小于多频率参考光源中的较小频率；
[0031]如果Af两侧的拍频分量中大于Af处的拍频分量的拍频分量功率较小，则偏差方向判定结果为待测光源频率fx大于多频率参考光源中的较大频率。
[0032]本发明还提供了一种多参考频率的激光器波长校验方法，包括以下步骤:
[0033]产生多频率参考光源，所述多频率参考光源由频率为fI的第一参考光源和频率为f2的第二参考光源耦合而成，且第一参考光源的光强度A不等于第二参考光源的光强度B ；
[0034]将多频率参考光源和激光器发射的待测光源进行耦合；
[0035]通过光电探测单元对多频率参考光源和待测光源的耦合光进行检测得到拍频结果;
[0036]根据拍频结果以及第一参考光源和第二参考光源的光强度大小关系判定待测光源频率偏差方向，得到该待测光源频率的偏差方向判定结果。
[0037]在上述方法中，产生多频率参考光源具体包括以下步骤:
[0038]通过分光器将频率为f I的参考光源分为两路，将一路作为第一参考光源直接输入第二光親合器；
[0039]将另一路输入声光调制器，以固定调制频率Af对其频率进行调制，得到频率为f2的第二参考频率光源，则fl-f2 = Δ?.，再通过光衰减器对其光强度进行调整；
[0040]将光强度调整后的第二参考光源输入第二光耦合器与第一参考光源进行耦合，得到多频率参考光源。
[0041]在上述方法中，所述拍频结果有以下三种:
[0042]第一种:在△ f处有一个固定频率的拍频分量，在小于△ f处有两个拍频分量，且两个拍频分量的频率之和的绝对值为Af;
[0043]第二种:在Δ f处有一个固定频率的拍频分量，在大于Δ f处有两个拍频分量，且两个拍频分量的频率之差的绝对值为Δ?.;
[0044]第三种:在Af处有一个固定频率的拍频分量，在大于Af和小于Af处各有一个拍频分量，且两个拍频分量的频率之差的绝对值为Δ f。
[0045]在上述方法中，对待测光源频率偏差方向判定原则为:
[0046](I)拍频结果为第一种，偏差方向判定结果为待测光源频率大于多频率参考光源中的较小频率，小于多频率参考光源中的较大频率；
[0047](2)拍频结果为第二种:
[0048](a)当第一参考光源光强度A大于第二参考光源光强度B时，
[0049]如果大于△ f处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较大，则偏差方向判定结果为待测光源频率大于多频率参考光源中的较大频率；
[0050]如果大于△ f处两个拍频分量中频率较大的拍频分量功率较小，则偏差方向判定结果为待测光源频率小于多频率参考光源中的较小频率；
[0051](b)当第一