一种激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光器，属于光电技术领域。所述激光器包括激光管、压电晶体驱动器、第一吸收室、第二吸收室、声光调制器AOM、低频调制器、同步鉴相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述AOM、所述第二吸收室、所述同步鉴相器、所述压电晶体驱动器依次连接，所述压电晶体驱动器与所述激光管连接，所述低频调制器包括相互连接的微处理器和直接数字频率合成器DDS，所述微处理器与所述同步鉴相器连接，所述DDS与所述AOM连接。本实用新型通过同步鉴相器对选出的激光信号进行同步鉴相产生误差信号，压电晶体驱动器按照误差信号调整激光管输出的激光信号，最终将激光器的输出频率锁定，提高了激光器的输出频率的稳定度。
【专利说明】
一种激光器
技术领域
[0001]本实用新型涉及光电技术领域，特别涉及一种激光器。
【背景技术】
[0002]激光器，是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中方法或振荡发射的器件。由于激光光束细小、方向性好、以及带着巨大的功率，激光器广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面。
[0003]随着激光器的应用范围越来越广泛，对激光器输出频率的稳定度要求越来越高。现有技术提供了一种提高激光器输出稳定度的装置。该装置包括热沉、温度控制器和观测模块。热沉托住置于激光器中的激光增益介质，并与激光增益介质热接触;温度控制器与热沉热接触，间接调节激光增益介质的温度;观测模块与温度控制器连接，用于测量激光输出频率，并根据激光输出频率调整温度控制器的温度。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]激光器本身对激光增益介质的环境温度有一定的精度限制，现有技术控制激光增益介质的温度仅在一定精度的范围内提高激光器输出稳定度。针对激光器频率稳定度精度要求很高的重力梯度仪等高精度设备而言，现有技术无法满足其高精度激光稳频的要求。
【实用新型内容】
[0006]为了解决现有技术无法满足其高精度激光稳频的要求的问题，本实用新型实施例提供了一种激光器。所述技术方案如下:
[0007]本实用新型实施例提供了一种激光器，所述激光器包括激光管，所述激光管还包括压电晶体驱动器、第一吸收室、第二吸收室、声光调制器Α0Μ、低频调制器、同步鉴相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述Α0Μ、所述第二吸收室、所述同步鉴相器、所述压电晶体驱动器依次连接，所述压电晶体驱动器与所述激光管连接，所述低频调制器包括相互连接的微处理器和直接数字频率合成器DDS，所述微处理器与所述同步鉴相器连接，所述DDS与所述AOM连接。
[0008]可选地，所述同步鉴相器为光电倍增管。
[0009]可选地，所述第一吸收室中设有两种同位素。
[0010]可选地，所述第二吸收室中设有两种同位素。
[0011]可选地，所述DDS内部设有两个频率控制寄存器，所述频率控制寄存器内设置有不同的频率值。
[0012]可选地，所述微处理器和所述DDS与同一个时钟源连接。
[0013]优选地，所述时钟源为高稳时钟源。
[0014]可选地，所述DDS的FSELECT端与所述微处理器连接。
[0015]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0016]通过第一吸收室从激光管产生的激光信号中选择出预定频率的激光信号，声光调制器对第一吸收室选出的激光信号进行调节，通过第二吸收器从调节后的激光信号中选择出预定频率的激光信号，同步鉴相器对选出的激光信号进行同步鉴相，产生作用于压电晶体驱动器的误差信号，压电晶体驱动器按照误差信号调整激光管输出的激光信号，最终将激光器的输出频率锁定，提高了激光器的输出频率的稳定度，满足高精度设备的要求。而且信号源装置采用激光管、压电晶体驱动器、AOM、吸收室、DDS、微处理器、同步鉴相器这些成熟的电子元件实现，实现简单方便、成本低。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本实用新型实施例提供的一种激光器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0020]实施例
[0021]本实用新型实施例提供了一种激光器，参见图1，该激光器包括激光管1、压电晶体驱动器2、第一吸收室3、第二吸收室4、(Acousto-optical Modulators，简称AOM)5、低频调制器6、同步鉴相器7，激光管1、第一吸收室3、A0M 5、第二吸收室4、同步鉴相器7、压电晶体驱动器2依次连接，压电晶体驱动器2与激光管I连接。低频调制器6包括相互连接的微处理器61和直接数字频率合成器(DDS)62，微处理器61与同步鉴相器7连接，DDS 62与AOM 5连接。
[0022]其中，激光管I产生激光信号，第一吸收室3从激光器I产生的激光信号中选择出预定频率的激光信号，AOM 5对第一吸收室3选出的激光信号进行调节，第二吸收室4从AOM 5调节后的激光信号中选择出预定频率的信号，同步鉴相器7对第二吸收室4选出的激光信号进行同步鉴相，产生作用于压电晶体驱动器2的误差信号，压电晶体驱动器2按照误差信号调整激光管I输出的激光信号，最终将激光器的输出频率进行锁定，提高了激光器的输出频率稳定度，满足高精度设备的要求。
[0023]具体地，激光管I可以为传统意义上的激光光源，用以产生激光光束。一般地，激光管I包括用于在激励作用下实现粒子数反转以产生激光输出的激光增益介质、用以提供产生激励作用的能量的栗浦源和用于放大或振荡激光以控制激光输出方向与频率的腔镜。此为现有技术，不再详述。
[0024]压电晶体驱动器2可以是安装在激光管I中腔镜上的压电陶瓷片。由于它的电致伸缩特征，当在其被施加不同压控信号时，会使激光管I中的腔长发生改变，从而引起激光光束输出频率的变化，最终实现激光管I输出频率信号的稳定。
[0025]第一吸收室3内充有气体，以对激光管I输出的激光光束进行过滤，输出预定频率的激光信号。该预定频率为该气体原子的吸收中心频率。具体地，当激光光束射入第一吸收室3内时，一方面，光束中频率不等于第一吸收室3内原子吸收中心频率的光，将被第一吸收室3吸收;另一方面，光束中频率等于第一吸收室3内原子吸收中心频率的光，将通过第一吸收室3，几乎不被吸收。这样，通过第一吸收室3，能够过滤掉激光光束中不需要的激光频率信号，而选出所需的激光频率信号。
[0026]第二吸收室4的结构和原理可以与第一吸收室3相同，在此不再详述。
[0027]AOM 5由声光介质和压电换能器构成，当驱动源的某种特定载波频率驱动压电换能器时，压电换能器即产生同一频率的超声波并传入声光介质，在声光介质内形成折射率变化，光束通过声光介质时即发生相互作用而改变光的传播方向，即产生衍射，衍射光的强度和方向随超声波的强度和频率的状态而变化，从而对激光管I产生的激光信号进行调节。
[0028]可选地，同步鉴相器7可以为光电倍增管。由于光电倍增管为现有常用部件，因此实现成本低。
[0029]可选地，第一吸收室3中可以设有两种同位素，以使两种同位素共振吸收，选出的信号频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。
[0030]可选地，第二吸收室4中可以设有两种同位素，以使两种同位素共振吸收，选出的信号频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。
[0031]在实际应用中，DDS 62内部可以设有两个频率控制寄存器，频率控制寄存器内设置有不同的频率值。
[0032]可选地，微处理器61和DDS 62可以与同一个时钟源连接，以使微处理器61和DDS
62的信号的频率稳定度一致。
[0033]优选地，该时钟源可以为高稳时钟源，如铷原子频标，以进一步提高信号的频率稳定度。
[0034]具体地，DDS 62的FSELECT端可以与微处理器61连接，以根据FSELECT端的状态选择两个频率值的一个频率值输出。
[0035]在实际应用中，微处理器61向FSELECT端施加占空比为1:1的方波信号，DDS 62在方波信号的周期内切换内部频率控制寄存器设置的不同频率值。
[0036]本实用新型实施例通过第一吸收室从激光管产生的激光信号中选择出预定频率的激光信号，声光调制器对第一吸收室选出的激光信号进行调节，通过第二吸收器从调节后的激光信号中选择出预定频率的激光信号，同步鉴相器对选出的激光信号进行同步鉴相，产生作用于压电晶体驱动器的误差信号，压电晶体驱动器按照误差信号调整激光管输出的激光信号，最终将激光器的输出频率锁定，提高了激光器的输出频率的稳定度，满足高精度设备的要求。而且信号源装置采用激光管、压电晶体驱动器、Α0Μ、吸收室、DDS、微处理器、同步鉴相器这些成熟的电子元件实现，实现简单方便、成本低。
[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光器，所述激光器包括激光管，其特征在于，所述激光管还包括压电晶体驱动器、第一吸收室、第二吸收室、声光调制器AOM、低频调制器、同步鉴相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述AOM、所述第二吸收室、所述同步鉴相器、所述压电晶体驱动器依次连接，所述压电晶体驱动器与所述激光管连接，所述低频调制器包括相互连接的微处理器和直接数字频率合成器DDS，所述微处理器与所述同步鉴相器连接，所述DDS与所述AOM连接。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述同步鉴相器为光电倍增管。3.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述第一吸收室中设有两种同位素。4.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述第二吸收室中设有两种同位素。5.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述DDS内部设有两个频率控制寄存器，所述频率控制寄存器内设置有不同的频率值。6.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述微处理器和所述DDS与同一个时钟源连接。7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述时钟源为高稳时钟源。8.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述DDS的FSELECT端与所述微处理器连接。
【文档编号】H01S3/117GK205429415SQ201520924301
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月19日
【发明人】漆为民, 周俊, 贾茜
【申请人】江汉大学