功能部件
O)光源及光路00 (I)激光器OI
激光器01是一种通用器件，如Nd-YAG激光器。
[0013](2)起偏器 02
起偏器02为一种格兰泰勒棱镜，用于过滤透过光束的偏振态，使透过光束为线偏振光，本装置中透过光束的偏振方向与电光晶体12的主轴夹角为2?3°。
[0014](3)检偏器 03
检偏器03和起偏器02为相同结构，是检验偏振光的光学器件。
[0〇15] (4)偏振分光棱镜04
偏振分光棱镜04是一种通用器件，由两块直角棱镜组成;将入射的非偏振光分成两束相互垂直且高纯度的线偏振光。
[0016]I)电光相位调制模块10
(I)铜箔11、电光晶体12和铜块13
铜箔11、电光晶体12和铜块13依次连接组成电光相位调制器。
[0017]所述的电光晶体12为一种有楔角的银酸锂晶体，通光面与光轴方向成75度夹角；晶体尺寸为:长X宽X高=32mm X 5mm X 3mm，沿光轴方向切割，通光面与光轴方向成75
度夹角，当它被信号源16驱动后可对通过的光场进行相位调制。
[0018](2)热电制冷片14
热电制冷片14是一种通用的TEC。
[0019](3)热沉 15
热沉15是一种铝块，做为温控的恒温热源，降低温度波动。
[0020](4)信号源16
信号源16选用射频信号发生器。
[0021 ] 2)探测模块20
(I)光电探测器21 光电探测器21是通用的光电转换电路，其响应带宽大于相位调制的频率。
[0022](2)混频器 22
混频器22为一种通用的无源混频器，如选用SRA-1-1，本地端口输入功率为OdBm，电压转换系数为0.8。
[0023](3)移相器 23
移相器23是一种通用的有源移相电路，延迟相位可以在O度-180度之间连续调整。
[0024](4)数字万用表24
数字万用表24是一种通用的测量电压的仪表。
[0025]3、工作原理
I)光路部分
如图1，光路部分由激光器01发出的一束激光(A)通过起偏器02后(B)进入电光晶体12，信号源16驱动电光晶体12并且对通过的光场进行相位调制，然后光束(e)经过检偏器03和偏振分光棱镜04将调制后的光分成两路，透过光(C)用于采用相位调制的光电检测应用，反射光(D)用于剩余幅度调制的探测。
[0026]如图2，在电光晶体12中传播的光有两个相互垂直的偏振态，分别称为ο光和e光，而这两路光之间的干涉是产生剩余幅度调制的主要原因；而这里采用的通光面具有楔角的电光晶体12，使得ο光和e光在空间上分开，避免了二者之间的相互作用，能把双折射效应导致的剩余幅度调制降到最低。
[0027]2、剩余幅度调制探测部分
剩余幅度调制探测部分是利用光电探测器21探测偏振分光棱镜04出来的反射光(D)，将光信号转化为电信号并与混频器22的射频端相连，再利用混频器22对其进行解调，其中解调的本地振荡由信号源16经过移相器23移相后的信号提供;最后混频器22中频端输出用于检测剩余幅度调制的信号。
[0028]二、实际测量所得到的结果如下:
图3显示了使用本发明的方案后，有楔角的电光晶体剩余幅度调制的稳定度，也对比了没有楔角电光晶体主动控制前后和有楔角电光晶体的剩余幅度调制的稳定度。
[0029]由下述的各曲线可知:
曲线2的剩余幅度调制稳定度优于曲线I的剩余幅度调制稳定度；
曲线3的剩余幅度调制稳定度优于曲线2的剩余幅度调制稳定度；
曲线3的剩余幅度调制稳定度已经接近曲线4的剩余幅度调制稳定度。
[0030]在平均时间Is?100s的范围内，有楔角的晶体剩余幅度调制稳定度比没有楔角晶体主动控制打开情况下的稳定度要高，尤其在平均时间Is?50s的范围内，有楔角的晶体剩余幅度调制稳定度已经接近没有光情况下装置的噪声本底。
【主权项】
1.一种基于楔角电光晶体的剩余幅度调制稳定装置，其特征在于: 激光器(Ol)、起偏器(02)、电光晶体(12)、检偏器(03)和偏振分光棱镜(04)依次排列组成光路部分； 信号源(16)、铜箔(11)、电光晶体(12)、铜块(13)、热电制冷片(14)和热沉(15)依次连接组成电光相位调制部分； 信号源(16)、移相器(23)和混频器(22)的本地端依次连接获得解调所需的本地振荡信号； 偏振分光棱镜(04)的垂直偏振光、光电探测器(21)和混频器(22)的射频端依次连通获得射频信号； 混频器(22)的中频端和数字万用表(24)连接获得剩余幅度调制信号； 所述的电光晶体(12)为一种有楔角的银酸锂晶体，通光面与光轴方向成75度夹角。
【专利摘要】本发明公开了一种基于楔角电光晶体的剩余幅度调制稳定装置，涉及激光稳频技术领域。本装置是：激光器、起偏器、电光晶体、检偏器和偏振分光棱镜依次排列组成光路部分；信号源、铜箔、电光晶体、铜块、热电制冷片和热沉依次连接组成电光相位调制部分；信号源、移相器和混频器的本地端依次连接获得解调所需的本地振荡信号；偏振分光棱镜的垂直偏振光、光电探测器和混频器的射频端依次连通获得射频信号；混频器的中频端和数字万用表连接获得剩余幅度调制信号；所述的电光晶体为一种有楔角的铌酸锂晶体，通光面与光轴方向成75度夹角。本装置结构简单，稳定性高，易于实现，可应用于高稳定激光、激光干涉、引力波观测、激光光谱学和光频标等精密测量领域。
【IPC分类】G02F1/03, H01S3/13
【公开号】CN105576495
【申请号】CN201610142723
【发明人】毕进, 李刘锋, 王佳, 陈李生
【申请人】中国科学院武汉物理与数学研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月14日