一種激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]激光器，是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中方法或振蕩發(fā)射的器件。由于激光光束細(xì)小、方向性好、以及帶著巨大的功率，激光器廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測(cè)量和探測(cè)、通訊與信息處理、醫(yī)療、軍事等各方面。
[0003]隨著激光器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，對(duì)激光器輸出頻率的穩(wěn)定度要求越來(lái)越高?，F(xiàn)有技術(shù)提供了一種提高激光器輸出穩(wěn)定度的裝置。該裝置包括熱沉、溫度控制器和觀測(cè)模塊。熱沉托住置于激光器中的激光增益介質(zhì)，并與激光增益介質(zhì)熱接觸;溫度控制器與熱沉熱接觸，間接調(diào)節(jié)激光增益介質(zhì)的溫度;觀測(cè)模塊與溫度控制器連接，用于測(cè)量激光輸出頻率，并根據(jù)激光輸出頻率調(diào)整溫度控制器的溫度。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題:
[0005]激光器本身對(duì)激光增益介質(zhì)的環(huán)境溫度有一定的精度限制，現(xiàn)有技術(shù)控制激光增益介質(zhì)的溫度僅在一定精度的范圍內(nèi)提高激光器輸出穩(wěn)定度。針對(duì)激光器頻率穩(wěn)定度精度要求很高的重力梯度儀等高精度設(shè)備而言，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足其高精度激光穩(wěn)頻的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足其高精度激光穩(wěn)頻的要求的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光器。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光器，所述激光器包括激光管，所述激光管還包括壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、第一吸收室、第二吸收室、聲光調(diào)制器Α0Μ、低頻調(diào)制器、同步鑒相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述Α0Μ、所述第二吸收室、所述同步鑒相器、所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器依次連接，所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器與所述激光管連接，所述低頻調(diào)制器包括相互連接的微處理器和直接數(shù)字頻率合成器DDS，所述微處理器與所述同步鑒相器連接，所述DDS與所述Α0Μ連接。
[0008]可選地，所述同步鑒相器為光電倍增管。
[0009]可選地，所述第一吸收室中設(shè)有兩種同位素。
[0010]可選地，所述第二吸收室中設(shè)有兩種同位素。
[0011]可選地，所述DDS內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)頻率控制寄存器，所述頻率控制寄存器內(nèi)設(shè)置有不同的頻率值。
[0012]可選地，所述微處理器和所述DDS與同一個(gè)時(shí)鐘源連接。
[0013]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘源為高穩(wěn)時(shí)鐘源。
[0014]可選地，所述DDS的FSELECT端與所述微處理器連接。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0016]通過(guò)第一吸收室從激光管產(chǎn)生的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的激光信號(hào)，聲光調(diào)制器對(duì)第一吸收室選出的激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)第二吸收器從調(diào)節(jié)后的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的激光信號(hào)，同步鑒相器對(duì)選出的激光信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生作用于壓電晶體驅(qū)動(dòng)器的誤差信號(hào)，壓電晶體驅(qū)動(dòng)器按照誤差信號(hào)調(diào)整激光管輸出的激光信號(hào)，最終將激光器的輸出頻率鎖定，提高了激光器的輸出頻率的穩(wěn)定度，滿足高精度設(shè)備的要求。而且信號(hào)源裝置采用激光管、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、AOM、吸收室、DDS、微處理器、同步鑒相器這些成熟的電子元件實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便、成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光器，參見圖1，該激光器包括激光管1、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2、第一吸收室3、第二吸收室4、(Acousto-optical Modulators，簡(jiǎn)稱AOM)5、低頻調(diào)制器
6、同步鑒相器7，激光管1、第一吸收室3、Α0Μ 5、第二吸收室4、同步鑒相器7、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2依次連接，壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2與激光管1連接。低頻調(diào)制器6包括相互連接的微處理器61和直接數(shù)字頻率合成器(DDS)62，微處理器61與同步鑒相器7連接，DDS 62與Α0Μ 5連接。
[0022]其中，激光管1產(chǎn)生激光信號(hào)，第一吸收室3從激光器1產(chǎn)生的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的激光信號(hào)，Α0Μ 5對(duì)第一吸收室3選出的激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，第二吸收室4從Α0Μ 5調(diào)節(jié)后的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的信號(hào)，同步鑒相器7對(duì)第二吸收室4選出的激光信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生作用于壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2的誤差信號(hào)，壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2按照誤差信號(hào)調(diào)整激光管1輸出的激光信號(hào)，最終將激光器的輸出頻率進(jìn)行鎖定，提高了激光器的輸出頻率穩(wěn)定度，滿足高精度設(shè)備的要求。
[0023]具體地，激光管1可以為傳統(tǒng)意義上的激光光源，用以產(chǎn)生激光光束。一般地，激光管1包括用于在激勵(lì)作用下實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)以產(chǎn)生激光輸出的激光增益介質(zhì)、用以提供產(chǎn)生激勵(lì)作用的能量的栗浦源和用于放大或振蕩激光以控制激光輸出方向與頻率的腔鏡。此為現(xiàn)有技術(shù)，不再詳述。
[0024]壓電晶體驅(qū)動(dòng)器2可以是安裝在激光管1中腔鏡上的壓電陶瓷片。由于它的電致伸縮特征，當(dāng)在其被施加不同壓控信號(hào)時(shí)，會(huì)使激光管1中的腔長(zhǎng)發(fā)生改變，從而引起激光光束輸出頻率的變化，最終實(shí)現(xiàn)激光管1輸出頻率信號(hào)的穩(wěn)定。
[0025]第一吸收室3內(nèi)充有氣體，以對(duì)激光管1輸出的激光光束進(jìn)行過(guò)濾，輸出預(yù)定頻率的激光信號(hào)。該預(yù)定頻率為該氣體原子的吸收中心頻率。具體地，當(dāng)激光光束射入第一吸收室3內(nèi)時(shí)，一方面，光束中頻率不等于第一吸收室3內(nèi)原子吸收中心頻率的光，將被第一吸收室3吸收;另一方面，光束中頻率等于第一吸收室3內(nèi)原子吸收中心頻率的光，將通過(guò)第一吸收室3，幾乎不被吸收。這樣，通過(guò)第一吸收室3，能夠過(guò)濾掉激光光束中不需要的激光頻率信號(hào)，而選出所需的激光頻率信號(hào)。
[0026]第二吸收室4的結(jié)構(gòu)和原理可以與第一吸收室3相同，在此不再詳述。
[0027]Α0Μ 5由聲光介質(zhì)和壓電換能器構(gòu)成，當(dāng)驅(qū)動(dòng)源的某種特定載波頻率驅(qū)動(dòng)壓電換能器時(shí)，壓電換能器即產(chǎn)生同一頻率的超聲波并傳入聲光介質(zhì)，在聲光介質(zhì)內(nèi)形成折射率變化，光束通過(guò)聲光介質(zhì)時(shí)即發(fā)生相互作用而改變光的傳播方向，即產(chǎn)生衍射，衍射光的強(qiáng)度和方向隨超聲波的強(qiáng)度和頻率的狀態(tài)而變化，從而對(duì)激光管1產(chǎn)生的激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0028]可選地，同步鑒相器7可以為光電倍增管。由于光電倍增管為現(xiàn)有常用部件，因此實(shí)現(xiàn)成本低。
[0029]可選地，第一吸收室3中可以設(shè)有兩種同位素，以使兩種同位素共振吸收，選出的信號(hào)頻率鎖定在原子基態(tài)超精細(xì)0-0中心頻率上。
[0030]可選地，第二吸收室4中可以設(shè)有兩種同位素，以使兩種同位素共振吸收，選出的信號(hào)頻率鎖定在原子基態(tài)超精細(xì)0-0中心頻率上。
[0031]在實(shí)際應(yīng)用中，DDS 62內(nèi)部可以設(shè)有兩個(gè)頻率控制寄存器，頻率控制寄存器內(nèi)設(shè)置有不同的頻率值。
[0032]可選地，微處理器61和DDS 62可以與同一個(gè)時(shí)鐘源連接，以使微處理器61和DDS
62的信號(hào)的頻率穩(wěn)定度一致。
[0033]優(yōu)選地，該時(shí)鐘源可以為高穩(wěn)時(shí)鐘源，如銣原子頻標(biāo)，以進(jìn)一步提高信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。
[0034]具體地，DDS 62的FSELECT端可以與微處理器61連接，以根據(jù)FSELECT端的狀態(tài)選擇兩個(gè)頻率值的一個(gè)頻率值輸出。
[0035]在實(shí)際應(yīng)用中，微處理器61向FSELECT端施加占空比為1:1的方波信號(hào)，DDS 62在方波信號(hào)的周期內(nèi)切換內(nèi)部頻率控制寄存器設(shè)置的不同頻率值。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)第一吸收室從激光管產(chǎn)生的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的激光信號(hào)，聲光調(diào)制器對(duì)第一吸收室選出的激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)第二吸收器從調(diào)節(jié)后的激光信號(hào)中選擇出預(yù)定頻率的激光信號(hào)，同步鑒相器對(duì)選出的激光信號(hào)進(jìn)行同步鑒相，產(chǎn)生作用于壓電晶體驅(qū)動(dòng)器的誤差信號(hào)，壓電晶體驅(qū)動(dòng)器按照誤差信號(hào)調(diào)整激光管輸出的激光信號(hào)，最終將激光器的輸出頻率鎖定，提高了激光器的輸出頻率的穩(wěn)定度，滿足高精度設(shè)備的要求。而且信號(hào)源裝置采用激光管、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、Α0Μ、吸收室、DDS、微處理器、同步鑒相器這些成熟的電子元件實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便、成本低。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光器，所述激光器包括激光管，其特征在于，所述激光管還包括壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、第一吸收室、第二吸收室、聲光調(diào)制器AOM、低頻調(diào)制器、同步鑒相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述AOM、所述第二吸收室、所述同步鑒相器、所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器依次連接，所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器與所述激光管連接，所述低頻調(diào)制器包括相互連接的微處理器和直接數(shù)字頻率合成器DDS，所述微處理器與所述同步鑒相器連接，所述DDS與所述AOM連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述同步鑒相器為光電倍增管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述第一吸收室中設(shè)有兩種同位素。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述第二吸收室中設(shè)有兩種同位素。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述DDS內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)頻率控制寄存器，所述頻率控制寄存器內(nèi)設(shè)置有不同的頻率值。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述微處理器和所述DDS與同一個(gè)時(shí)鐘源連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其特征在于，所述時(shí)鐘源為高穩(wěn)時(shí)鐘源。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述DDS的FSELECT端與所述微處理器連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光器，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。所述激光器包括激光管、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、第一吸收室、第二吸收室、聲光調(diào)制器AOM、低頻調(diào)制器、同步鑒相器，所述激光管、所述第一吸收室、所述AOM、所述第二吸收室、所述同步鑒相器、所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器依次連接，所述壓電晶體驅(qū)動(dòng)器與所述激光管連接，所述低頻調(diào)制器包括相互連接的微處理器和直接數(shù)字頻率合成器DDS，所述微處理器與所述同步鑒相器連接，所述DDS與所述AOM連接。本發(fā)明通過(guò)同步鑒相器對(duì)選出的激光信號(hào)進(jìn)行同步鑒相產(chǎn)生誤差信號(hào)，壓電晶體驅(qū)動(dòng)器按照誤差信號(hào)調(diào)整激光管輸出的激光信號(hào)，最終將激光器的輸出頻率鎖定，提高了激光器的輸出頻率的穩(wěn)定度。
【IPC分類】H01S3/13, H01S3/117
【公開號(hào)】CN105490156
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510799596
【發(fā)明人】漆為民, 周俊, 賈茜
【申請(qǐng)人】江漢大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日