可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定

作     者：谢建东 严利平 陈本永 杨伟雷 XIE Jian-dong;YAN Li-ping;CHEN Ben-yong;YANG Wei-lei

作者机构：浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2021年第29卷第2期

页      面：211-219页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51527807,No.51875530) 国家重点研发计划资助项目(No.2016YFF0200405) 浙江省自然科学基金资助项目(No.LZ18E05003) 

主　　题：可调谐激光器 激光稳频 偏频锁定 拍频探测 飞秒光频梳 鉴频鉴相器 

摘      要：针对激光多波长干涉绝对测距中构建多级合成波长的需求,提出了一种锁至飞秒光频梳的可调谐激光器(External CavityDiode Laser,ECDL)输出激光波长的宽范围自动偏频锁定方法。首先,设计了光栅+双凸透镜梳齿滤波的拍频信号探测单元,实现了宽范围ECDL激光波长与目标梳齿的拍频探测。接着,采用锁相放大原理对拍频信号进行鉴频鉴相,具备捕获带宽大、鉴相范围宽和鉴相精度高的优点。然后,利用多重闭环控制实现了ECDL输出激光波长宽范围的自动调节及偏频锁定。实验结果表明,本方法实现了10 nm波长范围内ECDL至光频梳的自动锁定,拍频信号信噪比的平均值约为35.9 dB;在4h内,ECDL激光频率的标准差为1.49 kHz,1s平均时间的相对阿伦方差为4.76×10^(-12),满足精密干涉测量中宽范围波长调节和高精度稳频的要求。