872 系列激光波长计的应用介绍

2024 年1 月30 日,Bristol Instruments 宣布推出了872 系列激光波长计，基于独特的Fizeau 标准具技术，其频率分辨率*高达200 kHz！这意味着其对波长偏差异常敏感，使872 系列波长计成为测试激光器频率稳定的理想选择。
872 系列激光波长计有两个版本：型号872A-VIS 波长范围为375 至1100 nm，型号872A-NIR波长范围为630 至1700 nm。872A 提供了高达200 kHz 的分辨率，±0.2ppm 的绝对准确度。内置波长自动校准模块，无需外部校准，提供了极高的使用便利性。内置PID 控制器，非常适合用于稳频激光器精确调试与测量，原子冷却和捕获等应用。
872 系列激光波长计沿用了Fizeau 干涉技术，优点是保证了非常高的测量分辨率，还因其每次采样均采集了干涉条纹全像，设备内没有任何运动扫描机构，做到了既可以测量连续波激光也可以测量脉冲激光，且可以提供高达1kHz 的测量刷新速率。

图1.一次性完整采集的Fizeau 干涉条纹
872 系列激光波长计应用：稳频激光器精确调试与测量。
窄线宽激光器由于激光本体的原因，或者是环境扰动的原因会导致其输出波长的抖动与漂移，而为了获得窄线宽激光中心波长稳定的输出，一个常用的稳频（锁频）方式是气体吸收法：如图2.即寻找与目标波长完全匹配的某原子或分子吸收峰，利用这种原子或分子制备气体吸收池；把待锁频的激光输出分成两路，其信号路通过气体吸收池，越接近目标吸收峰则信号衰减越强；参考路信号强度与信号路强度与参考路强度信号做减法运算获得偏离量，并据此偏离量做运算获得一个反馈信号给激光器控制器，通过持续的反馈操作调节并锁定激光波长到我们选定的气体吸收峰上。

图2.气体吸收池用于激光器锁频
气体吸收法多少会导致以下的困扰：
1. 只有找到某既定存在的气体吸收峰时，才可能操作激光锁定到这个既定波长气体吸收峰位上。
2. 窄线宽激光如果需要较大幅度的调节并锁定到另一个中心波长，则可能需要更换另一个气体吸收池并再次调节光路。
872 系列激光波长计可以给您的实验提供如下帮助：
1. 以1kHz 的刷新速率即时检测当前激光波长，并通过内置的PID 控制器提供反馈信号用于调整并锁定375-1700nm 内任意一个激光输出波长，无需寻找特定的气体吸收峰。
2. 设备有即插即用的光纤输入口，对于自由光输出的窄线宽激光器，有标准的LC 激光耦合器可选，信号耦合非常方便。
3. 一台激光波长计可通过另购标准4 通道或8 通道的光开关来连接4 台甚至8 台窄线宽激光器，做到无需重调光路下的快速切换激光器。
下图为乙炔锁频激光器利用872 系列波长计进行的参数测试与系统调试维护：

图3. Bristol 公司872A-NIR 波长计测试1532nm 乙炔锁频激光器，持续测试时长30 分钟，波长测试标准差191kHz
872 系列激光波长计主要参数指标：
 

 
872 系列激光波长计优点：
1. 测量分辨率高达200 kHz
2. 测量绝对准确度：±60MHz@300,000GHz
3. 内置激光器，波长自动实时校准
4. 内置PID 控制器无需另购
5. 小于15 分钟预热时间
6. 交货期*快至8-10 周，且价格低
7. 5 年超长质保
Bristol 公司历史介绍：
美国 Bristol 公司团队和技术源自老牌波长计厂家 Burleigh，是高精度激光波长计生产厂商，具有超过二十年激光波长计的研发和生产经验。
得益于内置标准波长激光实时校准，Bristol 激光波长计具备业界领先的热机速度而且无需定期校准；大多数波长计采用光纤输入或可选配光纤输入，免去干涉仪需要精确准直的烦恼；所有机型采用 USB 与电脑连接，其干涉信号处理均在波长计内部完成，只有计算结果传输至电脑，从而实现较高的数据采样率。其产品广泛应用于国内的高校科研院所、工业客户实验室等等。