本技术提供一种基于晶体双折射理论和正交解调方案的应用于Pound‑Drever‑Hall(PDH)激光稳频系统中残余幅度噪声的去除方法。包括,基于晶体双折射理论分析了系统中残余幅度噪声产生的原因,优化了PDH模型;进一步根据该模型阐述的噪声产生原因对系统进行优化,首先是针对激光入射偏振角度不固定的问题,在系统中添加偏振控制器对激光输入信号进行约束;其次是针对信号相位漂移而引起的解调信号相位不明确问题,建立正交解调系统,通过实时分析信号相位完成解调相位的更新;最后基于上述工作搭建系统,对PDH频率跟踪系统进行优化。本发明可以解决传统PDH方案中由于残余幅度噪声引起的稳频点消隐、误差曲线扭曲等问题,并最终优化跟踪精度低,长期稳定性差的问题。
背景技术
激光稳频技术能够确保激光束的频率高度稳定,通过稳频技术,可以减少因激光频率波动而引起的测量误差,提高测距精度。在远距离测量、工业自动化、机器人导航等领域,激光测距的精度直接影响系统的整体性能和可靠性。在光谱分析领域,激光稳频技术能够提供高精度的激光源,使得光谱分析的灵敏度和可靠性大大提高。在通信、军事导航等领域,谐振式光纤陀螺仪的高精度测量能力至关重要。激光稳频技术的应用,使得这些领域的导航和定位精度得到了显著提升。激光稳频技术在高精度测量和高精度传感领域的重要性不言而喻。它不仅是提升测量和传感精度的关键技术,也是推动相关领域技术进步和产业升级的重要力量。
在利用Pound-Drever-Hall(PDH)技术实现激光稳频的过程中,解决残余幅度调制(RAM)噪声是至关重要的。PDH技术通过将激光频率锁定在高精细度的法布里-珀罗(F-P)腔的谐振频率上,实现了激光频率的高度稳定。然而,RAM噪声的存在限制了激光频率稳定度的进一步提升。为了克服这一难题,研究人员深入研究了RAM的形成机理,分析了影响RAM大小的参数,并开发了多种主动抑制RAM噪声的方法。这些方法包括利用多频率合成技术调制激光载波,通过调整调制频率信号的相位来优化PDH误差信号,从而实现对RAM噪声的有效抑制。然而,当前对于RAM的产生机理并不充分,无法实现对RAM的有效去除,必须重视并解决RAM噪声问题,以确保激光频率的稳定性和精度。
实现思路