一種激光調(diào)制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于激光調(diào)制技術，具體涉及一種激光頻率及功率調(diào)制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]激光器問世以來，激光的應用已經(jīng)遍及工、農(nóng)、科研、國防等各個領域，激光技術成為當代發(fā)展速度較快、應用較廣的技術手段。
[0003]激光技術的發(fā)展為冷原子研究領域帶來重大突破，激光冷卻技術成為冷原子研究領域重要的手段，半導體激光器是激光冷卻的主要工具，在冷原子陀螺、原子噴泉、玻色愛因斯坦凝聚等實驗系統(tǒng)中通常使用半導體激光器來實現(xiàn)原子的冷卻或者操縱原子。例如用磁光阱囚禁原子時，冷卻光和反抽運光分別有不同的頻率失諧量，在玻色愛因斯坦凝聚實驗裝置中，原子要依次經(jīng)過磁光阱冷卻、偏振梯度冷卻、四極磁阱冷卻、蒸發(fā)冷卻等過程，因此需要對激光通斷、移頻量等進行時序上的控制。
[0004]另外，對冷原子實驗系統(tǒng)而言，激光功率的穩(wěn)定性是關鍵性的指標參數(shù)之一。溫度變化、振動等因素會影響激光器輸出功率的穩(wěn)定性，激光功率的波動會對原子有加熱作用，同時帶來額外的噪聲，因此冷原子實驗系統(tǒng)中對激光功率的穩(wěn)定性有較高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種能提高激光功率穩(wěn)定性，并能夠?qū)崿F(xiàn)激光移頻的調(diào)制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明技術方案:一種激光調(diào)制系統(tǒng)，其包括聲光調(diào)制器2、壓控衰減模塊6、數(shù)字鎖相環(huán)7、時序控制模塊8、射頻開關9、光電探測器4、伺服電路5、分光鏡3，其中，所述壓控衰減模塊6、射頻開關9、聲光調(diào)制器2、分光鏡3、光電探測器4以及伺服電路5順次設置，形成閉環(huán)，且時序控制模塊8 一路輸出直接連接射頻開關9，一路連接數(shù)字鎖相環(huán)7，而數(shù)字鎖相環(huán)7連接壓控衰減模塊6，另外，所述聲光調(diào)制器2除接收射頻開關9的射頻信號外，還接收激光。
[0007]所述射頻開關9和聲光調(diào)制器2之間設置有用于射頻信號放大的功率放大器10。
[0008]所述數(shù)字鎖相環(huán)包括R分頻器13、N分頻器12、數(shù)字鑒相模塊15、低通濾波器16、壓控振蕩器11、本地振蕩器14，其中，R分頻器13輸出連接在數(shù)字鑒相模塊15、數(shù)字鑒相模塊15經(jīng)低通濾波模塊連接壓控振蕩器11，N分頻器12連接壓控振蕩器11和數(shù)字鑒相模塊15，本地振蕩器14連接在R分頻器13，另外，所述R分頻器13、N分頻器12均與時序控制模塊8相連。
[0009]所述伺服電路5包括參考電壓模塊17、光電米樣模塊18、差分放大器19、直流偏置模塊20、加法器21,其中，光電米樣模塊18和參考電壓模塊17分別與差分放大器19的正負端連接，直流偏置模塊20和差分放大器19的輸出分別連接在加法器21正負輸入端。
[0010]通過時序控制模塊8發(fā)出的TTL信號控制數(shù)字鎖相環(huán)7內(nèi)R分頻器13和N分頻器12，該數(shù)字鎖相環(huán)輸出的射頻頻率，從而實現(xiàn)對激光的移頻。
[0011]本發(fā)明的技術效果:本發(fā)明激光調(diào)制系統(tǒng)通過時序控制模塊編程控制射頻開關實現(xiàn)對激光的時序控制，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對激光移頻量的控制，并通過反饋回路系統(tǒng)獲得較高穩(wěn)定性的光功率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明激光調(diào)制系統(tǒng)的原理框圖；
[0013]圖2是數(shù)字鎖相環(huán)原理框圖；
[0014]圖3是功率控制電路框圖；
[0015]其中，1-半導體激光器，2-聲光調(diào)制器，3-分光鏡，4-光電探測器，5-伺服電路，
6-壓控衰減模塊，7-數(shù)字鎖相環(huán)，8-時序控制模塊，9-射頻開關，10-功率放大器，11-壓控振蕩器，12-N分頻器，13-R分頻器，14-本地振蕩器，15-數(shù)字鑒相器，16-低通濾波器，17-參考電壓模塊,18-光電米樣信號，19-差分放大模塊,20-直流偏置模塊,21-加法器
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明:
[0017]請參閱圖1，本發(fā)明激光調(diào)制系統(tǒng)包括聲光調(diào)制器2、壓控衰減模塊6、數(shù)字鎖相環(huán)
7、時序控制模塊8、射頻開關9、光電探測器4、伺服電路5、分光鏡3，其中，所述壓控衰減模塊6、射頻開關9、聲光調(diào)制器2、分光鏡3、光電探測器4以及伺服電路5順次設置，形成閉環(huán)，且時序控制模塊8 一路輸出直接連接射頻開關9，一路連接數(shù)字鎖相環(huán)7，而數(shù)字鎖相環(huán)7連接壓控衰減模塊6。
[0018]所述射頻開關9和聲光調(diào)制器2之間設置有用于射頻信號放大的功率放大器10。
[0019]另外，所述聲光調(diào)制器2除接收射頻開關9的射頻信號外，還接收激光，本發(fā)明中具體實施案例采用半導體激光器I作為光源。射頻信號輸入聲光調(diào)制器2后使激光頻率產(chǎn)生移頻，射頻信號的頻率大小決定聲光調(diào)制器輸出激光的移頻量，射頻信號的功率決定聲光調(diào)制器的衍射效率，也即是輸出激光的功率。
[0020]本發(fā)明對激光移頻量的控制主要通過所述聲光調(diào)制器2來實現(xiàn)的。可編程數(shù)字鎖相環(huán)7作為聲光調(diào)制器驅(qū)動，通過時序控制模塊8來控制數(shù)字鎖相環(huán)輸出射頻信號的頻率，通過射頻開關9來控制射頻信號的通斷，時序控制模塊8同時給出射頻開關9的TTL信號，因此通過時序控制模塊可以實現(xiàn)對數(shù)字鎖相環(huán)輸出頻率的可編程時序控制，也即是實現(xiàn)對激光移頻量的可編程時序控制。
[0021]本發(fā)明對激光光強穩(wěn)定性的控制主要是通過伺服電路5結(jié)合壓控衰減模塊6來實現(xiàn)的。光電探測器4探測激光光強，得到激光波動的信息，通過伺服電路5給出誤差信號，誤差信號給到壓控衰減模塊6，用來改變給到聲光調(diào)制器2的射頻信號的功率，射頻信號功率的改變使得聲光調(diào)制器衍射光功率的改變，當激光功率低于參考值時，誤差信號給出正的電壓，使得壓控衰減模塊輸出信號功率升高，從而使得聲光調(diào)制器衍射光功率提高；當激光功率高于參考值時，誤差信號給出負的電壓，使得壓控衰減模塊輸出信號功率降低，從而使得聲光調(diào)制器衍射光功率降低，通過該負反饋環(huán)路將激光功率伺服穩(wěn)定，從而實現(xiàn)對激光功率穩(wěn)定性的控制。