基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法、波長計及使用方法
2023-10-30 20:46:17
專利名稱：基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法、波長計及使用方法
技術領域：
本發明涉及雷射波長的測量技術領域，具體為一種基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法、波長計及使用方法。
背景技術：
隨著光纖通信和精密計量等領域的高速發展，雷射波長(頻率)作為一種重要的參數，其測量技術的研究得到廣泛關注。快速、精確地測量雷射波長(頻率)是決定相關領域發展進度的重要因素之一。現有的光波長的測量技術和波長計掃描速度、測量精度都難以滿足要求，且難以 用於測量大功率範圍內的雷射波長。波長計測量速度慢、結構複雜、體型大、成本高，妨礙其在通信等行業的應用。Etalon是一種光學儀器，具有兩個平行的反射表面，由於光束在兩表面多次反射而形成光幹涉，這種幹涉產生的光傳輸效率(T)是光的波長/頻率的周期函數，可用艾裡函數來表示，如式I和式2所示。
_5] T=l + F^\5,2VF = J^f(1)
0 Ajml Cos^,、8 =- (2)
A式中R = r2, r為振幅反射係數，並且n為折射率，I為Etalon反射面間距，即兩表面的間距，\為入射的雷射波長，Q為入射角度。傳輸函數式(I)是周期函數，波峰與波峰間的頻率間隔為Av = ~-(3)
Inl cos汐此值被定義為自由頻譜範圍，為了能更形象表明周期性，以下統稱為頻率周期。通過測量傳輸效率T，可以使用函數(I)和(2)計算雷射光束的波長\，但是此公式是周期函數，也就是說，同一傳輸效率對應多個波長/頻率，此時若沒有其他判定條件將無法確認它的實際輸入的雷射波長。故難以採用測量Etalon傳輸效率的方法直接測定輸入雷射的波長。
發明內容
本發明的目的是公開一種基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法。本發明的另一目的是設計根據本發明測量方法設計的基於Etalon的波長計及使用方法。本發明設計的基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法為選用具有兩個平行的反射表面的Etalon，其主要參數為振幅反射係數r、折射率n、表面間距I和入射角度0，振幅反射係數r保持不變，n、I和0中的I個或2個參數保持固定、而改變另外2個或I個參數，得到具有N種不同的參數組的Etalon, N為4 6的整數,在測量頻率範圍內，使用標準可調諧雷射器掃描上述N種參數組的Etalon，測定不同頻率雷射在不同的參數組Etalon上的傳輸效率，得到N條不同傳輸效率的頻率響應曲線，同時建立相應的傳輸效率數據校準表，再用上述的N種參數組的Etalon測定輸入的待測雷射的傳輸效率，得到待測雷射的N組傳輸效率數據值，通過與上述傳輸效率數據校準表的對比，即可計算得到相應的待測雷射的波長。所述雷射為連續或脈衝雷射。對於空氣間隙的Etalon，可固定折射率n和入射角度0，改變其表面間距I。對於氣體/液體填充腔體的Etalon，可以固定其表面間距I為某個特定值，通過熱、壓力或者電子技術控制Etalon的折射率n為不同值。 對於固體etalon，具有固定的折射率n和表面間距1，輸入雷射的入射角度0可以採用機械裝置或電子裝置動態調整。本方法對傳輸效率的測量精度至少達到0. 0005。因為Etalon的傳輸效率對雷射的頻率/波長具有周期性，所以本方法的關鍵是分辨出某個傳輸效率值對應的是哪個周期的頻率。單個Etalon的周期性是存在的，而N種不同狀態的Etalon，頻率周期不同，那麼它們組成的系統基本避免了傳輸效率數組存在周期性的問題，從而滿足了每組傳輸效率數值唯一對應一個波長的條件。基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法的具體步驟如下I、確定Etalon測定系統選用N種不同參數組的Etalon，所述參數組中振幅反射係數r保持不變，折射率n、表面間距I和入射角度0中的I個或2個參數保持固定、另外2個或I個參數改變。選取用一個或幾個Etalon，控制折射率n、表面間距I和入射角度0中的I個或2個參數保持固定、改變另外2個或I個參數得到N種不同參數組狀態的Etalon ；或者取用N個Etalon，振幅反射係數r相同，而折射率n、表面間距I和入射角度0中的I個或2個參數相同、另外2個或I個參數取不同的值，構成不同參數組的N種Etalon。要使N種不同狀態的Etalon組成的測定系統所對應的每個波長的傳輸效率數值組是唯一的，即要使得在頻率f+P* A Vmin(f是測頻範圍內第一個周期內的各頻率值，P = 0，1,2,……P_，P_根據測量範圍的上限而定；AVnlin是N種頻率周期中的最小值)間的各傳輸效率具有可分辨的差異性，N種參數狀態的Etalon中總有I個或2個的傳輸效率數值對該範圍內的某個頻率具有較高的分辨能力，從而據此準確地計算所測波長。傳輸效率曲線在波峰波谷附近數值變化較不明顯，此處的頻率難以區分。利用不同狀態的Etalon的不同傳輸效率曲線對分辨能力進行互補。那麼，必須保證N種不同Etalon狀態中每種狀態的Etalon在它分辨能力差時有另外一種狀態的Etalon可以對其進行補償。頻率周期相近的兩條傳輸效率曲線作為相互補償的主要組合，以步長Af 掃描得到的N種不同狀態Etalon的N條傳輸效率曲線，相互補償的兩條傳輸效率曲線相鄰的波峰間距為其中一條傳輸效率曲線頻率周期的20% 30%，以達到分辨能力互補的效果，24% 26%為最佳。在四種Etalon狀態的情況下，分成兩組，同組中兩種狀態的Etalon的兩條傳輸效率曲線相鄰的波峰間距為其中一條傳輸效率曲線頻率周期的20% 30%，分辨能力進行互補。II、建立傳輸效率的頻率響應曲線並生成傳輸效率數據校準表採用標準可調諧雷射器在整個測試頻率範圍內、以一定的步長Af掃描步驟I中的測定系統，從而獲得N種不同狀態的Etalon不同頻率雷射的傳輸效率，並據此生成整個測試頻率範圍內的對應不同參數組A:、A2、……An的傳輸效率數據校準表。根據測量精度選擇掃描步長Af ，其取值為0. 2GHz ( A f 彡IGHz，步長越小，精度越聞。III、測量某個連續或脈衝雷射輸入上述Etalon測定系統，精確測量該連續或脈衝雷射的N個傳輸效率數值A1'A2'……AN』，測量精度至少達到0.0005 ；
IV、精確確定所測雷射的波長將步驟III所測得的傳輸效率數值組與步驟II的傳輸效率數據校準表對應數據進行比較，即可以計算所測雷射波長。此步主要細分為以下3個步驟IV-i、將步驟III所測得的傳輸效率數值組中對應某個Etalon的值與傳輸效率數據校準表對應同一狀態Etalon的傳輸數據進行比較，在一定的誤差範圍內得到多個頻率值。誤差範圍由測試精度和相鄰頻率最大傳輸效率差值AA決定，本方法的誤差範圍為 ±0. 0005。IV-ii、將步驟IV-i得到的各頻率值對應的另一狀態Etalon的校準表數據與該狀態Etalon的測量數據進行比較，保留二者差值為±0. 0005對應的頻率值，即將步驟IV_i得到的頻率值數量降低。IV-iii、將步驟IV-ii得到的各頻率值對應的其它狀態Etalon的校準表數據分別與對應的測量數據進行比較，由於各頻率傳輸效率組的差異性和唯一性，得到最接近的頻率值，再用插值法計算得到準確的頻率值。插值法在傳輸效率測量精度低的情況下可以明顯提高頻率的測量精度。根據上述本發明的測量方法設計的基於Etalon的波長計包括光路部分、電路和計算機，光路部分包括分光計、準直器以及N個不同狀態的Etalon，各Etalon的振幅反射係數r相同，折射率n、表面間距I和入射角度0中的2個參數相同、而另外I個參數選擇N個不同的值，構成N種不同狀態的Etalon。使得各Etalon的傳輸效率的頻率響應曲線互不相同，即由不同的波長/頻率的入射雷射得到N組不同的傳輸效率，從而測量待測雷射的傳輸效率值後，通過查對傳輸效率數據校準表可以唯一確定一個正確的波長/頻率。輸入的連續或脈衝雷射接入分光計，分為多路光束，N路光束分別經各準直器後進入各Etalon，各Etalon的輸出光路上各有光電二極體。另一路光束為參考光，直接進入與之對應的光電二極體，光電二極體連接放大採集電路，放大採集電路連接計算機，計算機接有顯示屏。上述基於Etalon的波長計的使用方法如下光電二極體將接收的光信號轉換為電信號經放大採集電路送入計算機。計算機計算Etalon的傳輸效率並存儲傳輸效率數據校準表。放大採集電路實現數據採集及電信號的放大，為計算機處理提供信號。計算機控制波長計的運行、處理數據和顯示測量結果。計算機將待測雷射所得的各電信號轉換為各Etalon的傳輸效率，與存儲數據比較計算，即得到輸入的連續或脈衝雷射的波長值，同時將其送到顯示屏直接顯示。通過Etalon的各光束的光電二極體的電信號電壓值與參考光的光電二極體的電信號電壓值的比值為光束通過各Etalon的傳輸效率值。波長計裝配完成後，採用標準可調諧雷射器在測試範圍內，以步長Af進行掃描，0. 2GHz ^ Af ^ 1GHz，測量不同頻率雷射的不同狀態的Etalon的傳輸效率，得到N組傳輸效率值，從而生成整個測試頻率範圍內的對應不同狀態的Etalon的傳輸效率數據校準表，並存儲於計算機內。上述基於Etalon的波長計，也可只採用一個或幾個Etalon裝配參數調節件,使該Etalon的折射率n、表面間距I和入射角度0中的2個參數保持恆定，調整參數調節件使另外I個參數選擇N個不同的值，得到N種不同狀態的Etalon。本發明基於Etalon的連續或脈衝雷射的波長/頻率的測量方法的優點為可以 實現高精度、高速地測量C+L波段的雷射波長，測量速度高達IOOKHz ;精度高，可實現優於0. 5GHz的精度，根據本法可製作結構簡單、成本低且精度高的波長計。本發明基於Etalon的波長計及使用方法的優點為1、性能優越，精度高，適用於光器件的研發、生產以及通信領域；2、與現有光波長計相比，保證高精度和高解析度的同時，掃描速度更有非常大的提高；3、體型小、結構簡單、且成本相對較低，具有較高的性價比。
圖I為Etalon模型示意圖；圖2為本基於Etalon的連續或脈衝雷射的波長/頻率的測量方法實施例I中4種不同反射表面間距的Etalon傳輸效率與頻率間的關係曲線圖；圖3為由圖2得到的4種不同反射表面間距的Etalon在頻率起點為191245GHz，增量為50GHz時傳輸效率與頻率間的關係曲線圖；圖4為本基於Etalon的連續或脈衝雷射的波長/頻率的測量方法實施例2中4種不同反射表面間距/折射率的Etalon傳輸效率與頻率間的關係曲線圖；圖5為由圖4得到的4種不同反射表面間距/折射率的Etalon在頻率起點為191231GHz，增量為50GHz時傳輸效率與頻率間的關係曲線圖；圖6為本基於Etalon的波長計實施例的結構示意圖；圖7為本基於Etalon的波長計實施例中4個入射角度不同的Etalon傳輸效率與頻率間的關係曲線圖；圖8為本基於Etalon的波長計實施例中4個入射角度不同的Etalon在起點頻率為186310GHz，頻率增量為50GHz時傳輸效率與頻率間的關係曲線圖。
具體實施例方式本基於Etalon的連續或脈衝雷射的波長/頻率的測量方法實施例I本方法的具體步驟如下I、確定Etalon測定系統
具有兩個平行的反射表面的Etalon的結構模型如圖I所示，圖中r為振幅反射係數，n為折射率、I為反射表面間距、0為入射角度。本例選空氣腔體的Etalon, n = I, 0 = 0, F = 4,取 I1 = 3mm、I2 = 3. 01mm、I3 =3. 015mm、I4 = 3. 016mmo本例測頻範圍為191200GHz 197000GHz，在此範圍內標準可調諧雷射器以步長IGHz掃描，測量不同頻率雷射對應不同的表面間距的Etalon傳輸效率，得到4條傳輸效率的頻率響應曲線，如圖2所示，圖中橫坐標為頻率，單位GHz，縱坐標為傳輸效率。圖2的傳輸效率曲線 Ai、A2、A3、A4 的頻率周期分別為 50GHz、49. 834GHz、49. 751GHz、以及 49. 735GHz。將A1和A2作為一組，A3和A4作為另一組。傳輸效率曲線K、A2相鄰波峰的間距為12GHz，為A1頻率周期的24% ;傳輸效率曲線A3、A4的相鄰波峰的間距為14GHz，為A3頻率周期的28%。II、建立傳輸效率的頻率響應曲線並生成傳輸效率數據校準表 根據步驟I中得到的掃描數據，生成步長為IGHz的4個不同Etalon的傳輸效率數據校準表，其中部分數據如表I所示。同時，以191245GHz為起點、50GHz為頻率增量繪製整個測試頻率範圍內ApA2、A3、A4的傳輸效率的頻率響應曲線，如圖3所示。表I實施例I的4種Etalon部分傳輸效率數據校準表(步長=IGHz)
輸入光的頻率GHz AlA2A3A4
1912001.0000 0.3287 0.6485 0.2184
1912010.9845 0.3584 0.5793 0.2119
1912020.9409 0.3934 0.5180 0.2068
1912030.8768 0.4347 0.4647 0.2032
1912040.8017 0.4830 0.4190 0.2010
1912050.7236 0.5390 0.3800 0.2000
1912060.6485 0.6031 0.3470 0.2004
1912070.5797 0.6747 0.3190 0.2020
1912080.5186 0.7516 0.2955 0.2049
1912090.4655 0.8297 0.2756 0.2093
1912100.4198 0.9021 0.2589 0.2151
1912110.3809 0.9599 0.2449 0.2226
1912120.3479 0.9938 0.2333 0.2318
1912130.3199 0.9978 0.2238 0.2431
1912140.2963 0.9709 0.2161 0.2567
1912150.2764 0.9182 0.2100 0.2730
1912160.2596 0.8486 0.2055 0.2924
1912170.2456 0.7712 0.2023 0.3155
1912180.2339 0.6935 0.2005 0.3428
1912190.2243 0.6203 0.2000 0.3751
1912200.2165 0.5543 0.2008 0.4132
1912210.21040.49620.20280.4579
1912220.20580.44600.20620.5101
1912230.20250.40310.21100.5704
1912240.20060.36660.21740.6385
1912250.20000.33570.22540.7133
1912260.20060.30950.23530.7911
1912270.20250.28750.24740.8680
1912280.20580.26890.26180.9343 1912290.21040.25330.27910.9809
1912300.21650.24030.29960.9998
1912310.22430.22950.32400.9874
1912320.23390.22070.35280.9461
1912330.24560.21360.38690.8833
1912340.25960.20820.42710.8083
1912350.27640.20420.47420.7298
1912360.29630.20150.52900.6539
1912370.31990.20020.59180.5842
1912380.34790.20010.66230.5222
1912390.38090.20140.73870.4684
1912400.41980.20390.81720.4221
1912410.46550.20780.89120.3826
1912420.51860.21310.95200.3492
1912430.57970.22000.99040.3209
1912440.64850.22870.99920.2970
1912450.72360.23930.97690.2769
1912460.80170.25210.92760.2600
1912470.87690.26750.85980.2458
1912480.94090.28580.78290.2340
1912490.98450.30760.70480.2244
1912501.00000.33330.63060.2165圖3可劃分成四個區域①、在頻率範圍191200 192200GHz，曲線Al、A2和A4較平坦，即隨頻率增加傳輸效率變化較小，而A3在此範圍內傳輸效率的變化較大，故可依靠A3分辨正確的頻率值、在範圍192200 194200GHz，Al和A4較平坦，而A2、A3的變化較大，可依靠A2、A3分辨、在範圍194200 196200GHz，Al和A3較平坦，而A2、A4的變化較大，可依靠A2、A4分辨；；@、在範圍196200 197000GHz，A4變化較大，可用以分辨不同頻率。雖然在圖3中曲線Al在191245+P*50GHz範圍內分辨能力差，但是對於分辨其他頻率仍是有用的。4條曲線是平等的，對於某些頻率段，其中一兩條分辨能力較差，相應地另外的曲線分辨能力較高，即不同傳輸效率曲線的分辨能力互補。III、測量某個連續雷射輸入步驟I中的Etalon系統，精確測量該連續雷射(實際頻率為191245GHz)的傳輸效率，得到 A』 i = 0. 7235，A』 2 = 0. 2394，A』 3 = 0. 9772，A』 4 = 0. 2770 ；IV、精確確定所測雷射的波長IV-i、將步驟III所測得的A』 = 0. 7235與步驟II的相應數據A1比較，在 ±0.0005 誤差範圍內，得到多個為 191205+P 祁 OGHz 和 191245+P*50GHz (P = 0，1，
2......Pmax，根據測量範圍上限197000GHz，Pmax = 115)的頻率。IV-ii、將步驟IV-i得到的各頻率值對應的A2的校準表數據與測量數據A』 2 =0. 2394進行比較，保留傳輸效率滿足誤差範圍±0. 0005對應的頻率值，即將步驟IV-i得到的頻率值數量降低。IV-iii、將步驟IV-ii得到的各頻率值對應的A3和A4的校準表數據分別與對應的測量數據A』 3 = 0. 9772，A』 4 = 0. 2770進行比較，確定P = 0，從而可以唯一確定最相近的頻率值為191245GHz，再用插值計算可得頻率值仍為191245GHz ;根據波長\、頻率f和光速c的關係入f = c = 3 X IO8 米 / 秒得到本次所測雷射波長為1568. 668nm。本基於Etalon的連續或脈衝雷射的波長/頻率的測量方法實施例2本方法的具體步驟如下
I、確定Etalon測量系統具有兩個平行的反射表面的Etalon的結構模型如圖I所示，圖中r為振幅反射係數，n為折射率、I為反射表面間距、0為入射角度。本例中F = 2，採用保持入射角不變0 = 0，控制改變Etalon的折射率n和表面間距1，得到4種不同的Etalon,參數取值分別如下= I, I1 = 3mm ；n2 = I. 013, I2 =
2.97mm ；n3 = I. 01，I3 = 2. 96mm ;n4 = I. 05，I4 = 2. 85mm。本例測頻範圍為191200GHz 197000GHz，在整個測試範圍內，標準可調諧雷射器以步長0. 5GHz掃描測量不同頻率對應不同參數狀態的Etalon傳輸效率，得到4條傳輸效率的頻率響應曲線，如圖4所示，圖中橫坐標為頻率，單位GHz，縱坐標為傳輸效率。圖4的傳輸效率曲線 Ai、A2、A3、A4 的頻率周期分別為 50GHz、49. 841GHz、50. 174GHz、以及 50. 125GHz。將八:和^作為一組，A3和A4作為另一組。傳輸效率曲線ApA2的相鄰波峰的間距為12GHz，為A1頻率周期的24% ;傳輸效率曲線A3、A4的相鄰波峰的間距為15GHz，為A3頻率周期的30%。II、建立傳輸效率的頻率響應曲線並生成傳輸效率數據校準表根據步驟I中得到的掃描數據，生成步長為0. 5GHz的4個不同Etalon的傳輸效率數據校準表，其中部分數據如表2所示。同時，以191231GHz為起點、50GHz為頻率增量繪製整個測試頻率範圍內ApA2、A3、A4的傳輸效率的頻率響應曲線，如圖5所示。表2實施例2的4種Etalon部分傳輸效率數據校準表(步長=0. 5GHz)
權利要求
1.基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，選用具有兩個平行的反射表面的Etalon，其主要參數為振幅反射係數r、折射率n、厚度I和入射角度9，其特徵在於 所述Etalon參數振幅反射係數r保持不變，n、I和0中的I個或2個參數保持固定、而改變另外2個或I個參數，得到具有N種不同的參數組的Etalon，N為4 6的整數，在測量頻率範圍內，使用標準可調諧雷射器以一定步長Af 掃描上述N種Etalon，測量不同頻率雷射在不同的參數組Etalon上的傳輸效率，得到N條不同傳輸效率的頻率響應曲線，同時建立相應的傳輸效率數據校準表，再用上述的N種參數組的Etalon測定待測的輸入雷射的傳輸效率，得到待測雷射的N組傳輸效率數據值，通過與上述傳輸效率數據校準表的對t匕，計算得到相應的待測輸入雷射的波長。
2.根據權利要求I所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於具體步驟如下 I、確定Etalon測定系統 選用N種不同參數組的Etalon，所述參數組中振幅反射係數r保持不變，折射率n、表面間距I和入射角度0中的I個或2個參數保持固定、另外2個或I個參數改變； II、建立傳輸效率的頻率響應曲線並生成傳輸效率數據校準表 採用步驟I中的測定系統，在整個測試頻率範圍內、使用標準可調諧雷射器以步長Af進行掃描，0.2GHz彡Af彡1GHz，獲得N種不同狀態的Etalon不同頻率雷射的傳輸效率，並據此生成整個測試頻率範圍內的對應不同參數組的傳輸效率數據校準表； III、測量 某個連續或脈衝雷射輸入上述Etalon測定系統，精確測量該連續或脈衝雷射的N個傳輸效率數據，測量精度至少達到0. 0005 ； IV、精確確定所測雷射的波長 將步驟III所測得的傳輸效率數據與步驟II的傳輸效率數據校準表對應數據進行比較，即可以計算所測雷射波長。
3.根據權利要求2所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 所述步驟I中取用一個或幾個Etalon，控制折射率n、表面間距I和入射角度0中的I個或2個參數保持固定、改變另外2個或I個參數得到N種不同參數組狀態的Etalon ； 或者，所述步驟I中取用N個Etalon，振幅反射係數r相同，而折射率n、表面間距I和入射角度9中的I個或2個參數相同、另外2個或I個參數取不同的值，構成不同參數組的 N 種 Etalon。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 所述Etalon參數的改變對於空氣間隙的Etalon，固定折射率n和入射角度0，改變其表面間距I ; 和/或對於氣體/液體填充腔體的Etalon,固定其表面間距I為某個特定值，通過熱、壓力或者電子技術控制Etalon的折射率n為不同值； 和/或對於固體etalon，具有固定的折射率n和表面間距1，機械裝置或電子裝置動態調整輸入雷射的入射角度9。
5.根據權利要求I至3中任一項所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 所述使用標準可調諧雷射器以△ f步長掃描N種不同狀態Etalon所得到的N條傳輸效率曲線中頻率周期相近的兩條傳輸效率曲線作為相互補償的主要組合，相互補償的兩條傳輸效率曲線相鄰的波峰間距為其中一條傳輸效率曲線頻率周期的20% 30%。
6.根據權利要求5所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 所述相互補償的兩條傳輸效率曲線相鄰波峰的間距為其中一條傳輸效率曲線頻率周期的24% 26%。
7.根據權利要求2中所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 其中步驟IV具體細分為如下步驟 IV-i、將步驟III所測得的傳輸效率數值組中對應某個Etalon的值與傳輸效率數據校準表對應同一狀態Etalon的傳輸數據進行比較，在傳輸效率差值滿足一定誤差範圍時得到多個頻率值； IV-ii、將步驟IV-i得到的各頻率值對應的另一狀態Etalon的校準表數據與該狀態Etalon的測量數據進行比較，保留傳輸效率滿足誤差範圍對應的頻率值； IV-iii、將步驟IV-ii得到的各頻率值對應的其它狀態Etalon的校準表數據分別與對應的測量數據進行比較，得到最接近的頻率值，再用插值法計算得到準確的頻率值。
8.根據權利要求7中所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法，其特徵在於 所述誤差範圍為±0. 0005。
9.根據權利要求I所述的基於Etalon的雷射的波長/頻率的測量方法設計的基於Etalon的波長計,其特徵在於 包括光路部分、電路和計算機，光路部分包括分光計、準直器以及N個不同狀態的Etalon,各Etalon的振幅反射係數r相同，N個Etalon的折射率n、表面間距I和入射角度9中的2個參數相同、而另外I個參數選擇N個不同的值，構成N種不同狀態的Etalon ;輸入的連續或脈衝雷射接入分光計，分為多路光束，N路光束分別經各準直器後進入各Etalon，各Etalon的輸出光路上各有光電二極體；另一路光束為參考光，直接進入與之對應的光電二極體，光電二極體連接放大採集電路，放大採集電路連接計算機，計算機接有顯示屏。
10.根據權利要求9所述的基於Etalon的波長計的使用方法，其特徵在於 所述光電二極體將接收的光信號轉換為電信號經放大採集電路送入計算機，計算機計算Etalon的傳輸效率並存儲傳輸效率數據校準表，放大採集電路實現數據採集及電信號的放大，為計算機處理提供信號；計算機控制波長計的運行、處理數據和顯示測量結果；計算機將待測雷射所得的各電信號轉換為各Etalon的傳輸效率，與存儲數據比較計算，得到輸入的連續或脈衝雷射的波長值； 通過Etalon的各光束的光電二極體的電信號電壓值與參考光的光電二極體的電信號電壓值的比值為光束通過各Etalon的傳輸效率值； 波長計裝配完成後，在測試範圍內，使用標準可調諧雷射器以步長Af 進行掃描，·0.2GHz彡A f彡1GHz，測量不同頻率雷射的不同狀態的Etalon的傳輸效率，從而生成整個測試頻率範圍內的對應不同狀態的Etalon的傳輸效率數據校準表，並存儲於計算機內。
全文摘要
本發明為基於Etalon的雷射波長/頻率的測量方法、波長計及使用方法。本測量方法為Etalon折射率n、表面間距l和入射角度θ中的1個或2個參數固定、改變另外2個或1個參數，得到N種不同的Etalon，使用標準雷射器掃描得到N組不同傳輸效率數據，並以此建立校準表。測定待測雷射對應N種Etalon的傳輸效率值，與數據校準表進行比較，計算得到待測雷射波長。本波長計將輸入雷射進行分光，N路光束準直後各經N種Etalon進入PD，參考光直接進入PD，各PD再接入計算機。其使用方法為，裝配後使用標準雷射器掃描生成傳輸效率數據校準表並存儲，計算機比較計算待測雷射傳輸效率後直接顯示結果。本發明可以實現高精度、高速測量C+L波段雷射波長，其波長計結構簡單、成本低。
文檔編號G01J9/00GK102778298SQ20111012107
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者李嚴, 趙克 申請人:桂林優西科學儀器有限責任公司