1.一种锁定式共焦F‑P腔的激光扫频量精确控制与测定装置，其特征在于：

包括参考氦氖激光器(2)、光纤分束器(3)、第一光纤准直器(4)、光隔离器(5)、第一二向色镜(6)、偏振片(7)、倒置的扩束器(8)、低频空间电光相位调制器(9)、分光镜(10)、高频光纤电光相位调制器(11)、第二光纤准直器(12)、偏振分光镜(13)、四分之一波片(14)、共焦F‑P腔(15)、第二二向色镜(17)、第一滤光片(18)、第一凸透镜(19)、第一光电探测器(20)、第二滤光片(21)、第二凸透镜(22)和第二光电探测器(23)；

可调谐激光器(1)发出的测量激光先经过光纤分束器(3)分为两束光并分别入射到第一光纤准直器(4)和高频光纤电光相位调制器(11)，一束测量激光经过高频光纤电光相位调制器(11)后再经第二光纤准直器(12)转换为第二空间光并入射到分光镜(10)发生反射，另一束测量激光通过第一光纤准直器(4)转换为第一空间光并入射到第一二向色镜(6)发生透射；

参考氦氖激光器(2)发出的参考激光经过光隔离器(5)后入射到第一二向色镜(6)发生反射，被第一二向色镜(6)反射的参考激光和被第一二向色镜(6)透射的测量激光均依次经过偏振片(7)、倒置的扩束器(8)、低频空间电光相位调制器(9)正弦相位调制后产生等频率间隔边带的光，等频率间隔边带的光入射到分光镜(10)发生透射；

被分光镜(10)发生透射的测量激光和参考激光以及分光镜(10)发生反射的测量激光均入射到偏振分光镜(13)发生反射，再透过四分之一波片(14)进入共焦F‑P腔(15)且在共焦F‑P腔(15)内部来回反射，共焦F‑P腔(15)内部来回反射后返回的参考激光逆反依次经四分之一波片(14)透射、偏振分光镜(13)透射后入射到第二二向色镜(17)发生透射和反射，被第二二向色镜(17)反射的光中的参考激光部分经过和参考氦氖激光器(2)发出的原始参考激光相同波段的第二滤光片(21)滤光和第二凸透镜(22)聚光后被第二光电探测器(23)探测接收；被第二二向色镜(17)透射的光中的测量激光部分经过和可调谐激光器(1)发出的原始参考激光相同波段的第一滤光片(18)滤光和第一凸透镜(19)聚光后被第一光电探测器(20)探测接收。

2.根据权利要求1所述的一种锁定式共焦F‑P腔的激光扫频量精确控制与测定装置，其特征在于：

所述可调谐激光器(1)、参考氦氖激光器(2)发出激光的波段不同，第二滤光片(21)的滤光波段和参考氦氖激光器(2)发出激光的波段相同，第一滤光片(18)的滤光波段和可调谐激光器(1)发出激光的波段相同。

3.根据权利要求1所述的一种锁定式共焦F‑P腔的激光扫频量精确控制与测定装置，其特征在于：

所述的共焦F‑P腔(15)上设置有用于控制共焦F‑P腔(15)腔长的PZT压电陶瓷(16)。

4.根据权利要求3所述的一种锁定式共焦F‑P腔的激光扫频量精确控制与测定装置，其特征在于：

装置还包括第一高频放大器(24)、信号源(25)、移相器(26)、混频器(27)、低通滤波器(28)、第二高频放大器(29)、第一低频放大器(30)、第二低频放大器(31)和信号采集处理系统(32)；

信号源(25)经第一高频放大器(24)和高频光纤电光相位调制器(11)电连接，信号源(25)经移相器(26)和混频器(27)连接，第一光电探测器(20)连接到混频器(27)，混频器(27)经低通滤波器(28)和信号采集处理系统(32)连接；

信号采集处理系统(32)分别和第一光电探测器(20)、第二光电探测器(23)电连接，信号采集处理系统(32)经第二低频放大器(31)和PZT压电陶瓷(16)电连接，信号采集处理系统(32)经第一低频放大器(30)和可调谐激光器(1)电连接，信号采集处理系统(32)经第二高频放大器(29)和低频空间电光相位调制器(9)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种锁定式共焦F‑P腔的激光扫频量精确控制与测定装置，其特征在于：

所述的信号采集处理系统(32)包括了AD转换模块、DA转换模块和FPGA，AD转换模块、DA转换模块均和FPGA连接，低通滤波器(28)、第一光电探测器(20)、第二光电探测器(23)均连接到AD转换模块，DA转换模块分别和第二低频放大器(31)、第一低频放大器(30)和第二高频放大器(29)连接。

6.一种应用于权利要求4‑5任一所述装置的激光扫频量精确控制与测定方法，其特征在于：

1)参考氦氖激光器(2)打开工作、可调谐激光器(1)不打开工作：

参考氦氖激光器(2)发出的参考激光被第二光电探测器(23)探测到形成锁腔拍频信号，锁腔拍频信号输入到信号采集处理系统(32)中处理获得锁腔误差信号，根据锁腔误差信号反馈到PZT压电陶瓷(16)调节共焦F‑P腔(15)的腔长，使得锁腔误差信号为零，进而锁定固定共焦F‑P腔(15)的腔长；

2)参考氦氖激光器(2)和可调谐激光器(1)均打开工作：

可调谐激光器(1)发出的经由第一光纤准直器(4)经由低频空间电光相位调制器(9)调制后的测量激光被第一光电探测器(20)探测到形成低频拍频信号，低频拍频信号输入到信号采集处理系统(32)中处理获得稳频误差信号，根据稳频误差信号反馈到可调谐激光器(1)调节可调谐激光器(1)发出测量激光的频率，使得稳频误差信号为零，进而锁定固定可调谐激光器(1)发出测量激光的频率；

3)参考氦氖激光器(2)和可调谐激光器(1)均打开工作：

可调谐激光器(1)发出的经由高频光纤电光相位调制器(11)调制后的测量激光被第一光电探测器(20)探测到形成高频拍频信号，根据高频拍频信号处理获得FSR测量误差信号，根据FSR测量误差信号反馈到高频光纤电光相位调制器(11)调节高频光纤电光相位调制器(11)的调制频率，使得FSR测量误差信号为零，此时高频光纤电光相位调制器(11)调制产生的相邻激光频率边带之间的频率间距为共焦F‑P腔(15)的FSR自由光谱范围；

4)参考氦氖激光器(2)打开工作、可调谐激光器(1)打开工作：

解开锁定可调谐激光器(1)发出测量激光的频率，将可调谐激光器(1)启动频率扫描，可调谐激光器(1)发出的测量激光被第一光电探测器(20)探测到形成探测信号；在频率扫描过程中，计数探测信号中和可调谐激光器(1)对应波段中扫过谐振峰的个数，再乘以3)测量获得的共焦F‑P腔(15)的自由光谱区FSR的值，获得可调谐激光器(1)的扫描频率范围Δf，最终完成激光扫频的控制和扫频量的精确测量。

7.根据权利要求6所述的激光扫频量精确控制与测定方法，其特征在于：

所述1)中的锁腔误差信号按照以下公式处理获得：

2

KH＝2H1EHJ0(βH)J1(βH)

其中，S锁腔(h)表示由参考氦氖激光器(2)发出的激光并在第二光电探测器(23)处产生的频率为ωm1的干涉信号解调获得的用于锁定共焦F‑P腔(15)的腔长h的锁腔误差信号，ωm1也为低频空间电光相位调制器(9)的调制频率，ωH表示参考氦氖激光器(2)发出参考激光的频率，h表示共焦F‑P腔(15)的腔长，Re{}表示取复数的实部，F()和F*()表示共焦F‑P腔(15)的反射系数及其共轭，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，i表示虚数单位，表示锁腔拍频信号与对应本振信号的相位差，KH表示锁腔误差信号理想状态下的最大幅值，H1表示锁腔拍频信号预处理的电子缩放倍数，EH、βH分别表示参考氦氖激光器(2)发出参考激光进入低频空间电光相位调制器(9)的激光幅值和调制深度，J0()、J1()分别表示第

0阶和第1阶的第一类贝塞尔函数。

8.根据权利要求6所述的激光扫频量精确控制与测定方法，其特征在于：

所述2)中的稳频误差信号按照以下公式处理获得：

2

KE1＝2HE1EE1 J0(βE1)J1(βE1)其中，S稳频(ωE)表示由可调谐激光器(1)发出的激光在第一光电探测器(20)处的产生的频率为ωm1的干涉信号解调获得的用于稳定可调谐激光器(1)激光频率ωE的稳频误差信号，ωm1也为低频空间电光相位调制器(9)的调制频率，ωE表示可调谐激光器(1)的激光频率，h表示共焦F‑P腔(15)的腔长，KE1表示稳频误差信号理想状态下的最大幅值，Re{}表示取复数的实部，F()和F*()表示共焦F‑P腔的反射系数及其共轭，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，i表示虚数单位， 表示低频拍频信号与对应本振信号的相位差，HE1表示对应的电子缩放倍数，EE1、βE1分别表示可调谐激光器(1)发出的测量激光进入低频空间电光相位调制器(9)的激光幅值和调制深度，J0()、J1()分别为第0阶和第1阶的第一类贝塞尔函数。

9.根据权利要求6所述的激光扫频量精确控制与测定方法，其特征在于：

所述3)中的FSR测量误差信号按照以下公式处理获得：

2

KE2＝2HE2EE2J0(βE2)J1(βE2)其中，SFSR(ωm2)表示由可调谐激光器(1)发出的激光在第一光电探测器(20)处产生的频率为ωm2的干涉信号解调获得的用于测量共焦F‑P腔(15)的自由光谱范围的FSR测量误差信号，ωm2也为高频光纤电光相位调制器(11)的调制频率，h表示共焦F‑P腔的腔长，Re{}表示取复数的实部，F()和F*()表示共焦F‑P腔的反射系数及其共轭，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，i表示虚数单位， 表示FSR测量的拍频信号与对应本振信号的相位差，KE2表示FSR测量误差信号理想状态下的最大幅值，HE2表示对应信号的电子缩放倍数，EE2、βE2表示进入高频光纤电光相位调制器(11)的ECDL激光的幅度和调制深度，J0()、J1()分别为第0阶和第1阶的第一类贝塞尔函数，ωE表示可调谐激光器(1)的激光频率。

10.根据权利要求6所述的激光扫频量精确控制与测定方法，其特征在于：

所述4)中的可调谐激光器(1)的扫描频率范围Δf具体按照以下公式计算获得：

Δf＝m·FSR

其中，m为扫过谐振峰的个数，FSR为共焦F‑P腔(15)的的自由光谱区。