短光纤延时自外差技术测量单频激光器频率漂移

"短光纤延时自外差测量单频激光器频率漂移" 本文主要讨论了一种使用短光纤延时自外差技术来检测单频激光器频率漂移的新方法。这种方法结合了光纤延时线和相位解缠绕技术，以更精确地测量激光器的频率变化。 在激光器技术中，频率漂移是指激光器输出的光频在时间上的不稳定现象，这可能由激光器内部的各种因素引起，如温度变化、机械振动或者内部光学元件的不稳定性。精确测量频率漂移对于诸如光通信、光学传感、精密测量以及科学研究等应用至关重要。传统的测量方法通常需要较长的光纤延时线，这可能导致系统复杂、体积大且成本高。 光纤延时自外差测量法是一种通过比较两个相同激光信号的相位差来确定频率差的技术。在这个系统中，一部分激光信号通过一个光纤延时线，另一部分直接反射回检测器。两束光在检测器处相遇并产生干涉，其干涉相位变化与频率漂移直接相关。短光纤延时线的使用可以减小系统的物理尺寸，同时保持较高的测量精度。 相位解缠绕技术则是处理由于相位变化过大导致的量化误差的关键步骤。当相位变化超过2π时，如果不进行解缠绕，就会出现相位丢失，导致测量错误。通过算法处理，可以准确恢复连续的相位变化，从而提高频率漂移的测量分辨率。 文章中提到，研究人员使用一台已知频率变化的激光器对这种方法进行了实验验证，实验结果证实了该方法能有效追踪激光频率随时间的实际变化。随后，他们利用6米长的光纤延时线对一台1550纳米波长的单频激光器进行了长达3小时的连续监测，发现其长期频率漂移为75 MHz/h，这一结果与激光器出厂的频率稳定度指标50 MHz/h相当接近，进一步证明了该方法的有效性和准确性。 总结来说，这项研究提供了一种新型、紧凑且高精度的单频激光器频率漂移测量方案，对于优化激光器性能监控、提升光学系统稳定性和促进相关领域的发展具有重要意义。通过缩短光纤延时线长度，不仅降低了系统的复杂性，也降低了实施成本，使得高频精度测量成为可能，这对于科研和工业应用都具有重要的价值。