1.环形激光器双纵模非对称稳频控制系统,其特征在于,包括微晶玻璃上腔体(1)和微晶玻璃下腔体(2),所述微晶玻璃上腔体(1)的两个角上设置有球面反射镜(4),所述球面反射镜(4)通过反射镜夹爪(3)固定在微晶玻璃上腔体(1)上,所述微晶玻璃下腔体(2)的两个角上设置有全反射棱镜(9),其中一个所述全反射棱镜(9)上设置有合光棱镜(15),还包括位于微晶玻璃下腔体(2)内的增益气体储气室(11),所述微晶玻璃下腔体(2)的增益气体充气孔道上、下加工有电极槽,电极槽内设置有上、下电极板(13),所述电极板(13)连接射频激励源(21),所述射频激励源(21)电性连接稳光强伺服控制器(20);所述稳光强伺服控制器(20)电性连接DA转换器(19),所述DA转换器(19)电性连接FPGA(18),所述FPGA(18)电性连接AD转换器(17),所述AD转换器(17)电性连接光电探测器(16),所述光电探测器(16)接收合光棱镜(15)出射的光束;所述光电探测器(16)还电性连接前置放大器(22),所述前置放大器(22)电性连接选频放大器(23),所述选频放大器(23)电性连接相敏整流器(24),所述相敏整流器(24)分别电性连接低通滤波器(25)和频率为f的振荡器(28),所述低通滤波器(25)电性连接调制升压器(26),所述调制升压器(26)电性连接整流器(27),所述整流器(27)和频率为f的振荡器(28)输出的直流电压和交流电压电性连接反射镜夹爪(3)。
2.根据权利要求1所述的环形激光器双纵模非对称稳频控制系统,其特征在于,所述微晶玻璃上腔体(1)的上部腔道内还装配有第一外光阑(6)和第二外光阑(7),所述微晶玻璃上腔体(1)下部的两个通光孔处均设置有盖板(5),其中一个所述盖板(5)上装配有第三外光阑(8);所述增益气体储气室(11)中心处设置有吸气剂(12)。
3.根据权利要求1所述的环形激光器双纵模非对称稳频控制系统,其特征在于,所述反射镜夹爪(3)包括反射镜连接杆(3‑3),反射镜连接杆(3‑3)两侧均设置有两个前置压电陶瓷片(3‑1),所述前置压电陶瓷片(3‑1)均靠近球面反射镜(4),所述反射镜连接杆(3‑3)远离球面反射镜(4)的端部两侧还设置有后置压电陶瓷片(3‑2);所述后置压电陶瓷片(3‑2)一侧部还设置有密封盖(3‑4);所述后置压电陶瓷片(3‑2)与整流器(27)电性连接;其中三个前置压电陶瓷片为抖动控制片,一个前置压电陶瓷片为抖动反馈片。
4.根据权利要求1所述的环形激光器双纵模非对称稳频控制系统,其特征在于,所述稳光强伺服控制器(20)包括电容C5,电容C5一端、电容C4一端、电容C1一端、电容C2一端、电阻R1一端、电感L1一端连接激光器光强信号输入端口X1,电容C5另一端分别连接电容C6一端以及接地,电阻R1另一端分别连接电阻R2一端、电感L2一端;电感L1另一端分别连接电容C7一端、电容C3一端、电感L4一端、三极管基极的A端连接,电容C6另一端、电容C4另一端、电容C1另一端、电容C2另一端、电阻R2另一端均与电感L3一端连接,电容C7另一端连接电容C3另一端,电感L2另一端连接电感L5一端、三极管基极的B端连接,电感L3另一端分别连接电阻R3一端、电阻R4一端、电阻R5一端、电阻R6一端,电阻R3另一端、电阻R4另一端、电阻R5另一端、电阻R6另一端均与三极管基极的C端连接,电感L4另一端连接电容C8一端、电容C9一端,电容C8另一端、电容C9另一端均与电感L5另一端连接,所述射频激励源(21)与激光器光强信号输入端口X1连接。
5.环形激光器双纵模非对称稳频控制方法,其特征在于,具体为:
步骤1,将微晶玻璃下腔体(2)固定在He‑Ne激光器充、排气台上;
步骤2,在增益气体储气室(11)内放置吸气剂(12);
步骤3,将充气玻璃孔与待充气微晶玻璃下腔体(2)的毛细孔烧结在一起;
步骤4,进行第一次充气,按照先后顺序打开真空泵球阀和充气泵管道连接球阀,微晶玻璃下腔体(2)的毛细管内真空处理1分钟后,充气泵保持3L/s的速度进行循环充气;充入
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气体为He‑Ne混合气体,其中:Ne :Ne =7:3,He:Ne=9:1;
步骤5,第一次充气进行15分钟后,外置加热炉对微晶玻璃下腔体(2)进行加热,加热腔体的同时维持循环充气过程;
步骤6,关闭真空泵球阀和充气泵球阀,完成第一次充气过程;
步骤7,谐振腔老练;
步骤8,排气,并进行真空处理;
步骤9,激活吸气剂;
步骤10,进行第二次充气;再次充入纯净的He‑Ne混合气体,混气配比与第一次充气相同,充气压力控制为400Pa±3Pa;
步骤11,截断充气管,断面用盖板(5)密封,并进行铟封;
步骤12,微晶玻璃上腔体(1)和微晶玻璃下腔体(2)联合进行环形谐振腔调腔,直至谐振腔自振荡出光;
步骤13,微晶玻璃下腔体(2)采取一对全反射棱镜(9)构成环形光路,全反射棱镜(9)可以使谐振光依据频率的微小差别在传输路径上产生微米量级的分光;
步骤14,装配第一外光阑(6)、第二外光阑(7)和第三外光阑(8);第一外光阑(6)和第二外光阑(7)装配于球面反射镜(4)对侧的沉孔内部,靠近谐振腔通光孔径的位置;第三外光阑(8)装配于微晶玻璃上腔体(1)的盖板(5)靠近通光孔径位置处;
步骤14,完成光阑装配后,检验环形激光器光强调谐曲线形貌,得到光强调谐曲线线型;
步骤15,将微晶玻璃下腔体(2)上合光棱镜(15)处出射的光对准入射光电探测器(16),将频率为f的振荡器(28)接入反射镜夹爪(3)上内置的前置压电陶瓷片(3‑1)上的驱动片,频率为f的振荡器(28)同时电性接入相敏整流器(24),将整流器(27)输出的直流电压接入反射镜夹爪(3)上内置的后置压电陶瓷片(3‑2);
步骤16,开启射频激励源(21),向激光器持续供给频率为150MHz,幅值为8V的射频电压,引燃激光器;
步骤17,开启频率f的振荡器(28),反射镜夹爪(3)在射频交流电的作用下,持续进行频率窄幅扫描,在光强调谐曲线线型的调制下,获得鉴频信号;
步骤18,光电探测器(16)接收由谐振腔合光棱镜(15)发出的光,将光信号转化为电信号;
步骤19,鉴频信号经由前置放大器(22)放大后,进入选频放大器(23);选频放大器(23)只对频率为2.3kHz的鉴频信号进行选择性放大与输出;
步骤20,放大后的鉴频信号进入相敏整流器(24),相敏整流器(24)将选频放大后的鉴频信号与另一端输入的由频率为f的振荡器(28)输出的交流电压信号进行相位比较;当鉴频信号和参考信号同相位时,相敏输出的直流电压为负,反之则为正;
步骤21,当激光器工作频率发生向低频端发生漂移,球面反射镜(4)在小抖动驱动下,受到光强调谐曲线的调制,光电探测器(16)将接收到由两个纵模分别产生的鉴频信号I、II合成的鉴频信号,合成鉴频信号;
步骤22,当激光器工作频率发生向高频端发生漂移,球面反射镜(4)在小抖动驱动下,受到光强调谐曲线的调制,光电探测器(16)将接收到由两个纵模分别产生的鉴频信号I、II合成的鉴频信号,合成鉴频信号;
步骤23,当激光器两纵模工作于预设位置时,即两纵模分别与光强调谐曲线主峰和次峰的频率位置对应,即激光器两纵模工作于预设位置时,稳频系统不做控制。