具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请提供一种基于调制转移谱的稳频装置，其中，包括：

第一分束单元11，用以接收待稳频激光信号，并根据所述待稳频激光信号形成第一分光信号和第二分光信号；进一步地，所述第一分光信号的功率小于所述第二分光信号的功率。

进一步地，所述第一分束单元为偏振分光棱镜，分光棱镜、分光片中的其中一种，或者，所述第一分束单元为光纤分束器。当所述待稳频激光信号为空间光时，所述第一分束单元为偏振分光棱镜、分光棱镜、分光片中的其中一种。当所述待稳频激光信号为光纤入射光信号时，所述第一分束单元为光纤分束器。

第一准直单元13，用以接收所述第一分光信号，对所述第一分光信号做准直处理以形成探测光信号；旨在将所述第一分光信号准直地入射到原子吸收池中。

铌酸锂波导型电光相位调制器12，用以接收所述第二分光信号，根据所述第二分光信号形成调制光信号；所述调制光信号为近于纯净的相位调制光，铌酸锂波导型电光相位调制器的半波电压仅为不到5V，工作范围为DC-300MHz，易于驱动且可调节范围大，器件整体体积小，而且采用光纤连接的形式，便于光路的集成化和小型化；其次采用了光纤连接的方式其入射光的角度得到了很好的控制，而器件本身也进行了偏振控制从而避免了激光偏振起伏带来的影响，因此经过调制后泵浦光中的剩余幅度调制成分可以控制得很好。

第二准直单元14，用以接收所述调制光信号，根据所述调制光信号形成准直调制光信号；

第二分束单元16，匹配第一分束单元，用以接收所述准直调制光信号，用以根据所述准直调制光信号形成第一准直调制分光信号和第二准直调制分光信号；分光比例保证原子吸收池所接受的第一准直调制分光功率为探测光功率的1-2倍之间，以得到最佳的调制转移谱信号，其中第二准直调制分光信号被反射后弃置不用，第一准直调制分光信号入射至原子吸收池中。第二分束单元一方面对所述准直调制光信号做衰减处理以形成第一准直调制分光信号，另一方用于对稳频激光基础信号做反射处理，以使得所述稳频激光基础信号被传输至光电探测单元。

原子吸收池15，用以分别接收所述探测光和所述第一准直调制分光信号，根据所述第一准直调制分光信号对所述探测光做调制转移以形成一稳频激光基础信号输出。

光电探测单元17，用以接收经第二分束单元反射的稳频激光基础信号并输出。

上述的一种基于调制转移谱的稳频装置的工作原理是：待稳频激光功率在1～10mW，入射的待稳频激光经过第一分束单元后分为功率不等的第一分光信号和第二分光信号，其中第一分光信号的功率小，例如第一分光信号可作为探测光基础信号，第二分光信号的功率较强，例如第二分光信号可用于泵浦光基础信号。所述第一分光信号经过第一准直单元，第一准直单元根据所述第一分光信号形成探测光信号，所述探测光信号为准直激光信号。探测光信号进入原子吸收池。第二分光信号进入电光调制单元，电光调制单元对所述第二分光信号做相位调制形成调制光信号，所述调制光信号经第二准直单元形成准直调制光信号，所述准直调制光信号与所述探测光信号相向地入射到原子吸收池中。所述准直调制光信号与所述探测光信号中发生调制转移过程，调制转移过程中使得所述探测光信号中产生一定的边带形成所述稳频激光基础信号，探测光信号边带产生的原理是不同光信号在原子吸收池中的四波混频效应，该边带的频率与探测光频率差等于调制信号频率，幅度则同时受到调制信号幅度和原子吸收池中原子介质的影响，因此稳频激光基础信号中会带有调制信息和原子谱线信息。

进一步地，还包括第一保偏单元，设置于所述电光调制器与所述第一分束单元之间；所述第一保偏单元旨在对第二分光信号做保偏处理以使得所述第二分光信号稳定进入所述电光调制器。

第二保偏单元，设置于所述电光调制器与所述第二分束单元之间。所述第二保偏单元旨在对调制光信号做保偏处理以使得所述调制光信号稳定进入所述第二分束单元。

所述第一保偏单元、所述第二保偏单元由保偏光纤形成。

进一步地，上述的一种基于调制转移谱的稳频装置，其中，还包括：

处理单元，用以接收所述稳频激光基础信号，用以根据所述稳频激光基础信号形成调制转移谱的鉴频曲线；

锁频单元，根据所述鉴频曲线对稳频激光基础信号做锁频处理以形成稳频激光信号。

具体地，于待稳频激光输入第一分束单元时对待稳频激光的频率进行扫描，并对光电探测器得到的稳频激光基础信号进行相应的放大、解调和滤波等操作以获取到调制转移谱的鉴频曲线，利用锁频模块就可以通过该鉴频曲线将激光频率锁定在鉴频曲线的零点上。

由于泵浦光中基本不包含幅度调制成分，得到的鉴频曲线零点将很好地对应着原子的共振吸收峰，而调制转移光谱本身对激光功率起伏不敏感，因此鉴频曲线的零点位置十分稳定，这样利用该模块进行稳频可以得到频率精度和稳定性较好的激光信号。

如图2所示，空间光调制转移谱稳频的一个实例，该实例中，空间入射的待稳频激光a1被偏振分光棱镜20分为偏振垂直的第一分光信号和第二分光信号，第一分光信号经第一准直单元23产生准直的探测光a2，第二分光信号则经光纤耦合器29耦合后进入光纤电光调制器22以形成调制光信号，调制光信号经第二准直单元24形成第一准直调制分光信号a3入射至第二分束单元后进入原子吸收池25。

如图3所示，为光纤入射光调制转移谱稳频的一个实例，该实例中，通过光纤入射的待稳频激光a1被光纤分束器30分为两束激光，同时将第一准直单元31、第二准直单元34、原子吸收池35、第二分束单元36和光电探测器37则集成固定在不锈钢外壳40中。

光纤电光调制器本身体积小，且采用光纤连接的形式，极大地减小了调制光路所占的空间，便于集成。以图2和图3所示的空间光稳频和光纤入射光稳频模块为例，图3所示的实例中，待稳频激光通过光纤入射，使用光纤分束器进行激光分束，将第一准直单元、第二准直单元、原子吸收池、第二分束单元和光电探测器固定在不锈钢外壳中作为一个小的光纤光路模块，各部件之间采用保偏光纤连接，这样同样可以保证整体模块的集成和小型化。集成后的模块在所有部件均固定的情况下只需要保留三个接口，一个光学接口用于待稳频激光的输入，两个电路接口分别作为调制信号的输入和探测信号的输出，操作方便且稳定性好。

通过选择不同波长的器件及不同种类的原子吸收池，一种基于调制转移谱的稳频装置可为多种不同波长的激光提供相应的调制转移谱线。如利用不同的碱金属原子吸收池或者碘分子吸收池以及相应波长的器件，就可以实现如532nm、671nm、780nm、852nm以及其他共振跃迁谱线所对应波长的激光的稳频。

采用小型光纤铌酸锂波导型电光调制器，并将调制转移光路部分集成化或模块化，整体集成度高；光纤铌酸锂波导型电光调制器为光纤接入且偏振特性好，从而提高了激光在调制过程及调制转移过程中的稳定性，保证了调制转移谱谱线的稳定性，适用于激光的长期稳定稳频；一种基于调制转移谱的稳频装置集成后只需要一个光路接口和两个电路接口，用于稳频时操作方便，同时电光调制器的半波电压低且工作带宽大，可以根据需求工作在不同的调制信号下；通过更换不同波长的光学器件，本发明的结构适用于所有可采用调制转移谱稳频的激光。

综上所述，利用低电压高带宽的光纤铌酸锂波导电光调制器，本发明可以提供一种便于使用的小型化、集成化的调制转移谱模块。该模块可以适用于多种不同频率激光的频率稳定，且稳频的精度和稳定性都能得到保证。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。