专利名称：激光稳频方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于激光技术中激光稳频方法及其装置的改进。
已知稳定激光频率的方法均是采用控制激光器的腔长来实现的。公知的激光双模(双频)稳频方法是用法-白干涉仪或者偏振法，将不同模式的激光在空间分开，然后比较其强度，将强度变化转变为电信号来控制激光器的腔长，以达到激光稳频之目的(“见Э.Г.Сапрыкинидр.Стабилизациячастотыдвухмодовоголаэера.ЖПС，1970，т.13，в.6，с.1072”和“А.Н.Бондаренкоидр.Стабилиэированныйдву-хчастотныйHe+Neлаэернадлинуволны0，63мкм，ПТЭ，№4，1978，с.225”)。公知的另一种激光稳频方法是在激光出口处用法-白干涉仪扫描激光输出，通过干涉仪的光接收器输出电信号，对电信号进行频谱分析，用此控制激光器的腔长变化，以提高激光频率的稳定度(见А.Н.Бондаренко，Ю.М.Криницын.СтабилизациячастотыНе-Иелаэеранаλ＝0，63мкмврежимеконкуренциитиповколебаний，ж.Автометрия，№3，1978，c.115)。此方法复杂、繁琐，特别是由于环路的单元多，易给稳频系统带来额外误差。因此，很难保证较高的稳定度。
本发明的目的是对已知激光稳频方法加以改进，提出一种提高双膜激光器的激光频率稳定度的简易方法，并以此方法设计出简单、可靠、稳定的激光稳频装置。
本发明方法的基本构思是在激光器中激发二个振荡膜，相应频率为v1和v2，使该二膜相对于增益曲线的中心频率v0对称(如
图1a所示)，把激光辐射转变为电信号，并将电信号的直流和交流分量分开，并获得此二分量的比值(如图1b所示)。由于电信号的这二个分量之比取决于v1和v2相对于v0的位置，其比值变化包含着激光谐振腔长度变化的信息，所以通过此比值的变化，就可以控制激光谐振腔的长度，使其稳定，达到稳定激光频率之目的。
本发明的装置是由双频激光器、受控镜、压电陶瓷和半透镜等构成，在其环路中设置一比值控制线路，置入光电转换、分流、电信号的直流分量与交流分量比较和以比值变化为反馈信号控制激光器腔长变化的电路，以保持不对称于增益曲线中心频率v0的二个相应频频为v1和v2的振荡模的稳定。
本发明由于减少了环路中或装置中的单元数目，消除了一些元器件带来的额外误差，故大大提高了稳定度，使其频率不稳定性在长时间(几个小时)可达到10-11，在短时间内(几秒钟或几分钟)可达到10-14。本发明除应用于双模激光器的激光稳频，亦可用于多频的激光器中。
本发明的实施例之一如图2所示，由双频激光器1、受控镜2、压电陶瓷3、差分放大器4、半透镜5、光电接收器6、高频选放器7、高频检波器8和高阻抗9构成。光电接收器6的输出，一路通过高阻抗9联接到差分放大器4的一个输入端，另一路通过高频选放器7和高频检波器8接到差分放大器4的另一输入端，与双频激光器成闭环，比较直流电信号的振幅，用其比值变化控制激光谐振腔的长度变化。
本发明的实施例之二如图3所示，由双频激光器1、受控镜2、压电陶瓷3、差分放大器4、半透镜5、光电接收器6、电容10、检波器11和直流电源12构成。光电接收器6的输出通过电容10接到检波器11上，检波器11的输出接到差分放大器4的一个输入端，并与双频激光器成闭环。差分放大器4的另一个输入端接电压可调的直流电源12上，通过比较直流电信号与交流电信号的振幅比值来控制激光谐振腔的长度变化。
本发明的附图1是原理构思图，附图2和附图3是本发明的二个实施例，其中1为双频激光器，2为受控镜，3为压电陶瓷，4为差分放大器，5为半透镜，6为光电接收器，7为高频选放器，8为高频检波器，9为高阻抗，10为电容，11为检波器，12为直流电源。
权利要求
1.激光稳频方法，其特征在于激光器中激发二个相应频率为v1和v2的振荡模，使该二模相对于增益曲线的中心频率vo不对称，把激光辐射转变为电信号，并将电信号中的直流和交流分量分开，通过比较其振幅，用其比值的变化控制激光谐振腔的长度从而达到稳频。
2.根据权利要求1激光稳频方法的稳频装置，是由双频激光器、受控镜、压电陶瓷、半透镜等构成，其特征在于环路中设置一比值控制线路，置入光电转换、分流、电信号的直流分量与交流分量比较和以比值变化为反馈信号控制激光器腔长变化的电路，以保持不对称于增益曲线中心频率v0的二个相应频率为v1和v2的振荡模的稳定。
3.根据权利要求2所述的激光稳频装置，其特征在于比值控制线路由差分放大器、光电接收器、高频选放器、高频检波器和高阻抗组成。光电接收器的输出，一路通过高阻抗联接到差分放大器的一个输入端，另一路通过高频选放器和高频检波器接到差分放大器的另一输入端，与双频激光器成闭环。
4.根据权利要求2所述的激光稳频装置，其特征在于比值控制线路由差分放大器、光电接收器、电容、检波器和直流电源组成，光电接收器的输出通过电容接到检波器上，检波器的输出接到差分放大器的一个输入端，并与双频激光器构成闭环，差分放大器的另一输入端接直流电源上。
5.根据权利要求4所述的激光稳频装置，其特征在于直流电源是电压可调的直流电源。
全文摘要
本发明是关于激光技术中激光稳频方法及其装置的改进。是在激光器中激发二个振荡模，相应频率为ν
文档编号H01S3/137GK1071789SQ9110953
公开日1993年5月5日 申请日期1991年10月15日 优先权日1991年10月15日
发明者邦达连科, 古萨科夫, 卢戈沃伊 申请人:国家光学机械质量监督检测中心