一种激光调制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光调制技术，具体涉及一种激光频率及功率调制系统。
【背景技术】
[0002]激光器问世以来，激光的应用已经遍及工、农、科研、国防等各个领域，激光技术成为当代发展速度较快、应用较广的技术手段。
[0003]激光技术的发展为冷原子研究领域带来重大突破，激光冷却技术成为冷原子研究领域重要的手段，半导体激光器是激光冷却的主要工具，在冷原子陀螺、原子喷泉、玻色爱因斯坦凝聚等实验系统中通常使用半导体激光器来实现原子的冷却或者操纵原子。例如用磁光阱囚禁原子时，冷却光和反抽运光分别有不同的频率失谐量，在玻色爱因斯坦凝聚实验装置中，原子要依次经过磁光阱冷却、偏振梯度冷却、四极磁阱冷却、蒸发冷却等过程，因此需要对激光通断、移频量等进行时序上的控制。
[0004]另外，对冷原子实验系统而言，激光功率的稳定性是关键性的指标参数之一。温度变化、振动等因素会影响激光器输出功率的稳定性，激光功率的波动会对原子有加热作用，同时带来额外的噪声，因此冷原子实验系统中对激光功率的稳定性有较高的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:提供一种能提高激光功率稳定性，并能够实现激光移频的调制系统。
[0006]本发明技术方案:一种激光调制系统，其包括声光调制器2、压控衰减模块6、数字锁相环7、时序控制模块8、射频开关9、光电探测器4、伺服电路5、分光镜3，其中，所述压控衰减模块6、射频开关9、声光调制器2、分光镜3、光电探测器4以及伺服电路5顺次设置，形成闭环，且时序控制模块8 一路输出直接连接射频开关9，一路连接数字锁相环7，而数字锁相环7连接压控衰减模块6，另外，所述声光调制器2除接收射频开关9的射频信号外，还接收激光。
[0007]所述射频开关9和声光调制器2之间设置有用于射频信号放大的功率放大器10。
[0008]所述数字锁相环包括R分频器13、N分频器12、数字鉴相模块15、低通滤波器16、压控振荡器11、本地振荡器14，其中，R分频器13输出连接在数字鉴相模块15、数字鉴相模块15经低通滤波模块连接压控振荡器11，N分频器12连接压控振荡器11和数字鉴相模块15，本地振荡器14连接在R分频器13，另外，所述R分频器13、N分频器12均与时序控制模块8相连。
[0009]所述伺服电路5包括参考电压模块17、光电米样模块18、差分放大器19、直流偏置模块20、加法器21,其中，光电米样模块18和参考电压模块17分别与差分放大器19的正负端连接，直流偏置模块20和差分放大器19的输出分别连接在加法器21正负输入端。
[0010]通过时序控制模块8发出的TTL信号控制数字锁相环7内R分频器13和N分频器12，该数字锁相环输出的射频频率，从而实现对激光的移频。
[0011]本发明的技术效果:本发明激光调制系统通过时序控制模块编程控制射频开关实现对激光的时序控制，同时能够实现对激光移频量的控制，并通过反馈回路系统获得较高稳定性的光功率。
【附图说明】
[0012]图1是本发明激光调制系统的原理框图；
[0013]图2是数字锁相环原理框图；
[0014]图3是功率控制电路框图；
[0015]其中，1-半导体激光器，2-声光调制器，3-分光镜，4-光电探测器，5-伺服电路，
6-压控衰减模块，7-数字锁相环，8-时序控制模块，9-射频开关，10-功率放大器，11-压控振荡器，12-N分频器，13-R分频器，14-本地振荡器，15-数字鉴相器，16-低通滤波器，17-参考电压模块,18-光电米样信号，19-差分放大模块,20-直流偏置模块,21-加法器
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:
[0017]请参阅图1，本发明激光调制系统包括声光调制器2、压控衰减模块6、数字锁相环
7、时序控制模块8、射频开关9、光电探测器4、伺服电路5、分光镜3，其中，所述压控衰减模块6、射频开关9、声光调制器2、分光镜3、光电探测器4以及伺服电路5顺次设置，形成闭环，且时序控制模块8 一路输出直接连接射频开关9，一路连接数字锁相环7，而数字锁相环7连接压控衰减模块6。
[0018]所述射频开关9和声光调制器2之间设置有用于射频信号放大的功率放大器10。
[0019]另外，所述声光调制器2除接收射频开关9的射频信号外，还接收激光，本发明中具体实施案例采用半导体激光器I作为光源。射频信号输入声光调制器2后使激光频率产生移频，射频信号的频率大小决定声光调制器输出激光的移频量，射频信号的功率决定声光调制器的衍射效率，也即是输出激光的功率。
[0020]本发明对激光移频量的控制主要通过所述声光调制器2来实现的。可编程数字锁相环7作为声光调制器驱动，通过时序控制模块8来控制数字锁相环输出射频信号的频率，通过射频开关9来控制射频信号的通断，时序控制模块8同时给出射频开关9的TTL信号，因此通过时序控制模块可以实现对数字锁相环输出频率的可编程时序控制，也即是实现对激光移频量的可编程时序控制。
[0021]本发明对激光光强稳定性的控制主要是通过伺服电路5结合压控衰减模块6来实现的。光电探测器4探测激光光强，得到激光波动的信息，通过伺服电路5给出误差信号，误差信号给到压控衰减模块6，用来改变给到声光调制器2的射频信号的功率，射频信号功率的改变使得声光调制器衍射光功率的改变，当激光功率低于参考值时，误差信号给出正的电压，使得压控衰减模块输出信号功率升高，从而使得声光调制器衍射光功率提高；当激光功率高于参考值时，误差信号给出负的电压，使得压控衰减模块输出信号功率降低，从而使得声光调制器衍射光功率降低，通过该负反馈环路将激光功率伺服稳定，从而实现对激光功率稳定性的控制。