| 主权项 |
一种基于碘稳频参考的双纵模热电致冷偏频锁定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)开启碘稳频激光器电源，经过预热和稳频过程后，碘稳频激光器工作频率锁定在127I2分子位于633nm波段的超精细吸收谱线上，其输出激光为调频线偏振光，光波中心频率记为vro，瞬时频率记为vr，调制周期记为Tm，此线偏振光由分光器件分离成n路，记为光束X1，X2，...，Xn，其中心频率vro作为双纵模激光器偏频锁定的频率基准；(2)开启双纵模激光器L1，L2，...，Ln电源，所有双纵模激光器同时进入预热过程，测量当前环境温度Te，并根据当前环境温度确定，预热目标温度值Tset，且Te＜Tset，由热电致冷器对双纵模激光器L1，L2，...，Ln的激光管进行预热，并根据当前温度Treal和预热目标温度Tset之差不断调整热电致冷器反向电流值大小，使激光管的温度逐渐趋于预先设定的温度值Tset，并达到热平衡状态，此时各激光管输出激光均包括偏振方向相互正交的两个纵模光，利用偏振分光器件分离出其中一个纵模光作为双纵模激光器L1，L2，...，Ln的输出光，记为光束Y1，Y2，...，Yn，相应的光波频率记为v1，v2，...，vn；(3)双纵模激光器L1，L2，...，Ln在其预热过程结束后进入锁频控制过程，将光束X1，X2，...，Xn分别与光束Y1，Y2，...，Yn进行光学混频并形成n路拍频光信号，利用高频光电探测器将n路拍频光信号转换为n路电信号，其中第i路电信号的频率为|vi‑vr|，i＝1，2，...，n；(4)n路电信号经信号调理后，其频率值由频率测量模块测量，取采样时间τ≥200Tm，则测量得到时间τ内电信号频率的平均值，即光束X1，X2，...，Xn中心频率vro与光束Y1，Y2，...，Yn的光波频率差值，记为Δv1，Δv2，...，Δvn，其中Δvi＝|vi‑vro|，i＝1，2，...，n；(5)双纵模稳频激光器L1，L2，...，Ln在各自光波频率差值Δv1，Δv2，...，Δvn值变化的同一单调区间实现激光频率的锁定，且所有激光器预先设定的偏频参考值Δvset相同，将测量得到的光波频率差值Δv1，Δv2，...，Δvn作为锁频闭环控制的反馈信号，与预先设定的偏频参考值Δvset求差，根据光波频率差值Δv1，Δv2，...，Δvn与偏频参考值Δvset求差所得差值的正、负和大小调整热电致冷器施加电流的正、反向和大小，从而控制其对激光管致冷和加热，进而改变激光管的温度、谐振腔长度和激光纵模频率，使Δv1，Δv2，...，Δvn趋于Δvset；(6)当Δv1＝Δv2＝...＝Δvn＝Δvset时，双纵模激光器L1，L2，...，Ln锁频控制过程完成，此时所有双纵模激光器输出激光的频率锁定在同一频率值上，即v1＝v2＝...＝vn＝vro+Δvset或v1＝v2＝...＝vn＝vro‑Δvset；(7)将预设的偏频参考值调整为Δvset′，重复步骤(4)、(5)和(6)，双纵模激光器L1，L2，...，Ln输出激光的频率锁定在重新设置的频率值vro+Δvset′或vro‑Δvset′上，频率vro+Δvset′与vro+Δvset或频率vro‑Δvset′与vro‑Δvset在激光增益曲线上对应的增益数值不相同，从而双纵模激光器L1，L2，...，Ln输出激光的功率值也得到调整。 |
