基于单F-P标准具监测激光器出光波长的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于单F

【技术实现步骤摘要】
基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置及方法，属于激光波长检测


技术介绍

[0002]随着激光器和激光系统的不断发展，激光器被广泛应用于主动光电
，对其性能的要求也越来越高。激光波长作为激光器的重要参数指标，其精确性和稳定性尤为重要，决定了整个系统的工作波长和相关设计。激光器的波长易受到外界环境及自身变化的影响。例如，当半导体激光器的工作温度或驱动电流发生变化时，激光器的输出波长就会发生改变。若系统对激光器出光波长较为敏感，波长的不稳定会对系统性能造成影响，当波长变化超出允差时，甚至可能导致系统的失效。因此需要对激光器的输出波长进行监测，以此，对激光器或系统其它功能部件进行必要调整，保证系统性能的稳定性。
[0003]目前，测量激光波长的仪器主要有法布里
‑
珀罗干涉仪、斐索干涉型波长计和迈克尔逊干涉型仪。法布里
‑
珀罗干涉仪利用多块厚度不同的标准具进行接力测量的方法。但是，该种方法对接力测量中的每块标准具厚度定标均提出了很高的要求，需在测量系统中引入参考光束，系统较为复杂。斐索干涉型波长计由两个熔融石英制成的平板和一个楔形隔圈胶合而成，通过固定干涉腔内表面的楔角和间距，测量初始相位和干涉条纹宽度，从而获得待测波长。但是，实际使用过程中由于温度、空气折射率或楔形隔圈的变化，同样也需引入参考光源。迈克尔逊干涉型仪通过对比参考光和测试光的干涉条纹数量来测量波长。这些测量方式均需要引入标准参考光源，且对光源有很高的要求，不利于系统集成，而且迈克尔逊波长计只能测量连续激光器的波长。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，实现对对激光出射波长实时监测，避免波长偏移导致的失效。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：
[0006]一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，包括：光纤准直镜头、衍射光栅元件、F
‑
P标准具、光纤耦合镜头、轴上光输出光纤、轴上光光强探测器、轴外光输出光纤和轴外光光强探测器，
[0007]光纤准直镜头将光纤导入的激光准直，输出平行的激光并入射至衍射光栅元件上；
[0008]衍射光栅元件具有两个工作衍射级，将准直后的激光分成两束等强度光，一波束为0级衍射的轴上光，另一波束为非0级衍射的轴外光，两光束夹角为A
°
；
[0009]经衍射光栅元件分束的两束光分别以0
°
和A
°
入射至F
‑
P标准具上；单调线性区与激光器波长的变化区间相符；
[0010]轴上光和轴外光经F
‑
P标准具后进入光纤耦合镜头，分别耦合进入轴上光输出光
纤和轴外光输出光纤；
[0011]轴上光光强探测器和轴外光光强探测器分别测量两束光的光强，得到光强的比值。
[0012]进一步的，光强的均匀性和夹角的具体数值由F
‑
P标准具自由光谱区和轴上、轴外光强比值的单调线性区共同决定。
[0013]进一步的，轴上光和轴外光的入射角度不同，经F
‑
P标准具的透过率不同。
[0014]进一步的，透过率的比值在一定波长范围内与波长成单调线性关系。
[0015]进一步的，F
‑
P标准具的中心波长与激光器波长一致。
[0016]一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的方法，
[0017]包括：光纤准直镜头将光纤导入的激光准直，输出平行的激光并入射至衍射光栅元件上；
[0018]有两个工作衍射级的衍射光栅元件将准直后的激光分成两束等强度光，一波束为0级衍射的轴上光，另一波束为非0级衍射的轴外光，两光束夹角为A
°
；
[0019]经衍射光栅元件分束的两束光分别以0
°
和A
°
入射至F
‑
P标准具上；单调线性区与激光器波长的变化区间相符；
[0020]轴上光和轴外光经F
‑
P标准具后进入光纤耦合镜头，分别耦合进入轴上光输出光纤和轴外光输出光纤；
[0021]轴上光光强探测器和轴外光光强探测器分别测量两束光的光强，得到光强的比值。
[0022]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0023](1)本专利技术利用在微小偏转入射角度小，激光通过F
‑
P标准具的透过率发生相应相移，正入射和小角度偏转透过F
‑
P的能量比值与激光器出光波长在一定范围内成线性关系的特点，仅一单独F
‑
P标准具即可实现波长的监测；
[0024](2)本专利技术衍射光栅元件通过级次设计和刻蚀加工可实现极微小角度的分光，该方式轴上光与轴外光夹角精度高，且分光能量均匀。
附图说明
[0025]图1为本专利技术结构示意图；
[0026]图2为本专利技术衍射光栅元件分光示意图；
[0027]图3为本专利技术轴上光与轴外光经F
‑
P标准具的透过率及光强比值的单调线性区与透过率关系示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0029]一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，包括：光纤准直镜头1、衍射光栅元件2、F
‑
P标准具3、光纤耦合镜头4、轴上光输出光纤5、轴上光光强探测器6、轴外光输出光纤7和轴外光光强探测器8，
[0030]光纤准直镜头1将光纤导入的激光准直，输出平行的激光并入射至衍射光栅元件2上；
[0031]衍射光栅元件具有两个工作衍射级，将准直后的激光分成两束等强度光，一波束为0级衍射的轴上光，另一波束为非0级衍射的轴外光，两光束夹角为A
°
，光强的均匀性和夹角的具体数值由F
‑
P标准具自由光谱区和轴上、轴外光强比值的单调线性区共同决定；
[0032]经衍射光栅元件2分束的两束光分别以0
°
和A
°
入射至F
‑
P标准具3上；F
‑
P标准具3的中心波长与激光器波长一致，单调线性区与激光器波长的变化区间相符；
[0033]轴上光和轴外光因入射角度的差异，经F
‑
P标准具3的透过率也是不同的，透过率的比值在一定波长范围内与波长成单调线性关系，在F
‑
P标准具3设计中，应使此单调线性区与激光器波长的变化区间相符；
[0034]轴上光和轴外光经F
‑
P标准具3后进入光纤耦合镜头4，分别耦合进入轴上光输出光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，其特征在于，包括：光纤准直镜头(1)、衍射光栅元件(2)、F
‑
P标准具(3)、光纤耦合镜头(4)、轴上光输出光纤(5)、轴上光光强探测器(6)、轴外光输出光纤(7)和轴外光光强探测器(8)，光纤准直镜头(1)将光纤导入的激光准直，输出平行的激光并入射至衍射光栅元件(2)上；衍射光栅元件具有两个工作衍射级，将准直后的激光分成两束等强度光，一波束为0级衍射的轴上光，另一波束为非0级衍射的轴外光，两光束夹角为A
°
；经衍射光栅元件(2)分束的两束光分别以0
°
和A
°
入射至F
‑
P标准具(3)上；单调线性区与激光器波长的变化区间相符；轴上光和轴外光经F
‑
P标准具(3)后进入光纤耦合镜头(4)，分别耦合进入轴上光输出光纤(5)和轴外光输出光纤(7)；轴上光光强探测器(6)和轴外光光强探测器(8)分别测量两束光的光强，得到光强的比值。2.根据权利要求1所述的一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，其特征在于，光强的均匀性和夹角的具体数值由F
‑
P标准具自由光谱区和轴上、轴外光强比值的单调线性区共同决定。3.根据权利要求1所述的一种基于单F
‑
P标准具监测激光器出光波长的装置，其特征在于，轴上光和轴外光的入射角度不同，经F
‑
P标准具(3)的透过率不同。4.根据权利要求3所述的一种基于单F
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P标准具监测激光器出光波长的装置，其特征在于，透过率的比值在一定波长范围内与波长成单调线性关系。5.根据权利要求1所述的一种基于单F
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P标准具监测激光器出光波长的装置，其特征在于，F
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【专利技术属性】
技术研发人员：战蓝，王春辉，蒙裴贝，张晨阳，杨超，闫莹，陶宇亮，彭欢，李显杰，蒋硕，边尚林，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：