一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法技术

技术编号：41152000 阅读：17 留言：0更新日期：2024-04-30 18:17

本发明专利技术公开了一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，利用窄线宽连续波半导体激光器与衰荡腔的耦合特性，通过监测衰荡腔透射信号的变化情况判断衰荡腔腔损耗扫描寻优的边界状态。基于此方式，仅由光强信号即可完成衰荡腔腔损耗扫描寻优，不需借助其它辅助监测手段，从而实现系统简化。本方法监测灵敏度较高，并且结构简单，操作直观便捷，具备良好的应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光腔衰荡，具体涉及一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法。

技术介绍

1、衰荡腔的腔损耗是光腔衰荡技术的重要观测指标，腔损耗观测精度和观测准确度对于光腔衰荡技术具有极其重要的意义。典型衰荡腔由高反射率腔镜构成，由于腔镜反射率的真值理论上无法预知，因此腔损耗真值也是无法预知的。研究表明，腔损耗观测值与衰荡腔自身腔参数失调状态密切相关。衰荡腔腔参数包括腔长、腔镜位置失调量和腔镜角度失调量。近年来，针对腔损耗真值获取问题，先后发展了一系列技术，包括改变腔长多次测量，腔损耗扫描寻优和光场多参量融合反馈调腔等。以上研究结果表明，根据腔损耗观测值与腔失调参数之间的数理关系进行建模并获取腔损耗真值是一种行之有效的技术手段。但在目前的技术手段中，完成腔损耗观测值与腔失调参数的建模依赖于数据样本采集。在数据样本采集过程中，需要首先明确的问题是确定有效样本的扫描范围。而扫描范围的确定目前均依赖腔透射光斑形态监测，以透射光斑保持基横模状态确定扫描范围，而腔损耗获取则依赖于腔透射光强信号的监测和记录。这意味着目前光腔衰荡系统实现腔损耗扫描寻优需依赖两种探测器件——用于高速光强信号探测的单点光电探测器和用于透射光斑图像探测的面阵光电探测器。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本专利技术提出了一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，只需单点光电探测器即可完成腔损耗扫描范围的确定，从而实现光腔衰荡系统结构复杂度和算法复杂度的降低，以及光腔衰荡技术腔损耗扫描寻优中扫描范围的精准确定。</p>

2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：

3、一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，包括如下步骤：

4、步骤(1)、搭建光腔衰荡系统，所述光腔衰荡系统包括窄线宽连续波半导体激光器、衰荡腔、光电探测器、工控机和方波发生器；其中，所述方波发生器产生的方波调制信号用于控制窄线宽连续波半导体激光器，所述窄线宽连续波半导体激光器发出激光光束注入衰荡腔内，衰荡腔透射信号由光电探测器采集并传输至工控机记录分析，其中，衰荡腔根据调腔评价准则进行预调节以确保衰荡腔内运行模式保持在基横模状态；

5、步骤(2)、调节衰荡腔各腔镜在水平方向和竖直方向的角度进行腔参数扫描，每次调节后，采集并记录10个方波周期的衰荡腔透射信号，并统计10个方波周期的下降沿时刻的衰荡腔透射信号的光强值的均方根值；

6、步骤(3)、若统计的光强值的均方根值小于预设阈值，则表明当前衰荡腔内仍为基横模状态，记录当前腔参数状态的腔损耗观测值并继续进行当前腔参数的扫描；若统计的光强值的均方根值大于等于预设阈值，则表明当前衰荡腔内开始产生模式跳变等情形，记为达到当前腔参数扫描的边界状态，改变扫描参数。

7、进一步的，窄线宽连续波半导体激光器的线宽≤0.5nm。

8、进一步的，调腔评价准则可以为腔透射信号光强、腔透射光斑形态、腔透射信号包络线及腔透射光束相位其中的一种，也可以为其中几种的组合。

9、本专利技术的原理是：

10、窄线宽连续波半导体激光器与衰荡腔之间的能量耦合稳定性与腔内运行横模状态有密切关系。当衰荡腔内运行稳定的单横模时，能量耦合效率较为稳定；当衰荡腔内运行多横模跳变状态时，能量耦合效率将发生波动。在衰荡腔腔损耗扫描寻优过程中，扫描范围内衰荡腔内应运行单一基横模，在扫描区间的边界，将发生基横模与高阶横模的状态跳变，导致能量耦合效率不稳定。

11、本专利技术的有益效果在于：

12、本专利技术仅由光强信号即可完成衰荡腔腔损耗扫描寻优，不需借助其它辅助监测手段，从而实现系统简化，监测灵敏度较高，并且结构简单，操作直观便捷，具备良好的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，其特征在于：所述窄线宽连续波半导体激光器的输出线宽≤0.5nm。

3.根据权利要求1所述的一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，其特征在于：所述调腔评价准则为腔透射信号光强、腔透射光斑形态、腔透射信号包络线及腔透射光束相位中的一种或多种。

【技术特征摘要】

1.一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种由光强信号引导衰荡腔腔损耗扫描寻优的方法，其特征在于：所述窄线宽连续波半导体激光器的输出线宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：何星，王帅，杨平，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：

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