申请/专利权人：中国电子科技集团公司第四十一研究所

申请日：2022-09-06

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN115541518B

主分类号：G01N21/35

分类号：G01N21/35

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2023.01.24#实质审查的生效;2022.12.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于光梳锁定的长波红外标准波长产生装置及方法，属于长波红外波技术领域。本发明方法包括如下步骤：基于近红外光差频机理产生出长波红外波段的光梳信号；根据所需校准波长点，实现长波红外波段的稳定标准波长信号；当需要产生长波红外波段其他波长点上的标准光源时，通过调谐长波红外可调谐激光器的波长再次锁定至光梳实现；将标准光波长信号导入被校光谱测量仪器，根据测量值与标准值间的误差值实现对被校光谱测量仪器的校准。本发明中长波红外标准光波长不确定度水平高；在长波红外波段的光波长测量不确定度优于10‑10；标准光波长可连续调谐，从而实现对长波红外光谱测量仪器在一系列波长点上的校准。

主权项：1.一种基于光梳锁定的长波红外标准波长产生装置，其特征在于：包括飞秒振荡器、滤波器、隔离器、第一掺铒光纤、第一波分复用器、第一光电二极管、光纤分束器、第二掺铒光纤、第二波分复用器、第二光电二极管、高非线性光纤、第一光纤准直器、第一半波片、第三波分复用器、第三光电二极管、第三掺铒光纤、第四波分复用器、第四光电二极管、第二光纤准直器、光延迟器、第二半波片、双色镜、第一会聚透镜、差频晶体、长波红外可调谐激光器、半透半反镜、合束镜、第二会聚透镜准直、低通滤波片、光栅、第二光电探测器和第二锁相环；飞秒振荡器、滤波器、隔离器、第一掺铒光纤、第一波分复用器、第一光电二极管通过线路依次连接；第一掺铒光纤、第一波分复用器、第一光电二极管组成放大单元；第一波分复用器、光纤分束器、第二掺铒光纤、第二波分复用器、高非线性光纤、第一光纤准直器、第一半波片通过线路依次连接；第二波分复用器、第二光电二极管通过线路连接；第二掺铒光纤、第二波分复用器、第二光电二极管组成放大单元；光纤分束器、第三波分复用器、第三掺铒光纤、第四波分复用器、第二光纤准直器、光延迟器、第二半波片通过线路依次连接；第三波分复用器、第三光电二极管通过线路连接；第四波分复用器、第四光电二极管通过线路连接；第一半波片、第二半波片分别通过线路连接至双色镜；双色镜、第一会聚透镜、差频晶体、第二会聚透镜准直、低通滤波片、合束镜通过线路依次连接；长波红外可调谐激光器、半透半反镜、合束镜、光栅、第二光电探测器和第二锁相环通过线路依次连接，组成一个闭合环路；光延迟器，被配置为用于控制该路光的时间延迟量；第二半波片，被配置为用于将经延迟控制后的光信号偏振态调节为垂直偏振；第一半波片，被配置为用于将从第一光纤准直器输出的准直波束调节为水平偏振；双色镜，被配置为用于将两种不同偏振态的波束进行合束；飞秒振荡器，被配置为用于提供产生长波红外光梳信号所需的飞秒脉冲信号；飞秒振荡器输出的飞秒光脉冲经滤波器、隔离器后经由第一掺铒光纤、第一波分复用器和第一光电二极管组成的放大单元放大后被光纤分束器分为两路；其中第一路经由第二掺铒光纤、第二波分复用器和第二光电二极管组成的放大单元进行放大和时域压缩，压缩后的脉冲经由高非线性光纤产生超连续谱，并经第一光纤准直器准直和第一半波片调制后输出，从中提取长波频移孤子作为基频信号脉冲；第二路经第三波分复用器、第三光电二极管、第三掺铒光纤、第四波分复用器、第四光电二极管组成的放大单元进行放大和时域压缩，压缩后的脉冲直接用作基频泵浦脉冲，该路泵浦脉冲信号经第二光纤准直器、光延迟器延时和第二半波片调制后输出；第二路脉冲信号与第一路脉冲信号共同入射至双色镜中，接着由第一会聚透镜将上述的两路高峰值功率基频脉冲输入差频晶体，并对双色基频脉冲的时间同步、空间重合、光斑尺寸进行调整，长波红外可调谐激光器经半透半反镜后，反射部分的光入射到合束镜中，与经第二会聚透镜准直和低通滤波片滤波后的长波红外光梳信号进行合束后入射到光栅上，光栅提取长波红外光梳中与可调谐激光器输出相近的光谱成分后将两束光反射至第二光电探测器上进行拍频，拍频后产生的误差电信号进入第二锁相环控制长波红外可调谐激光器的波长稳定控制单元。

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