[發明專利]一種緊湊型雙通道原子濾光器

有效

• 申請號: 201210388635.4
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102902075A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 程學武;楊勇;李發泉;張俊;宋沙磊;林鑫;武魁軍;李亞娟;龔順生
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及濾光器，尤其涉及基于反常色散法拉第旋光效應的、超穩定的、超窄帶寬的原子濾光器。

背景技術

原子濾光器(又名磁光濾光器)作為一種光學濾光器件，具有pm量級超窄帶寬、超高長期穩定性、可成像等特點，廣泛應用于激光雷達全天時觀測、太陽高光譜分辨率觀測、自由空間光通信等領域(龔順生等，原子濾光及鑒頻技術在光電探測中的應用，激光與光電子學進展，2010,47：042301~7。S.D.Harrell,?C.-Y.She,?et.al.?Sodium?and?potassium?vapor?Faraday?filters?revisited:?theory?and?applications，J.Opt.Soc.Am.B,?2009,?26(4):?659~670)。

原子濾光器的原理是將原子泡放置在一對正交的偏振棱鏡中間，在適當的溫度和軸向磁場條件下，只有波長與泡中原子產生部分共振吸收且發生90度奇數倍旋轉的入射光才能能順利通過，而其它波長的光被正交的偏振棱鏡抑制，從而達到光學濾光的目的。

由于原子濾光器利用偏振旋光效應來濾光，對于入射光為自然光等非線偏振光的情況下，原子濾光器的第一個偏振棱鏡會損失約一半的能量，這在微弱信號檢測中極其不利。因此，國內利用兩套參數完全相同的原子濾光器組合起來使用，一路檢測水平偏振，另一路檢測垂直偏振，達到雙路同時檢測自然光的目的(Daylight?rejection?with?a?new?receiver?for?potassium?resonance?temperature?lidars,?Optics?letters,?2002,?27(21):1932~1934?)。然而，在實際使用中，這種兩個相同參數原子濾光器組合的方式，存在子濾光器的參數不完全相同的問題，并且，這個組合套件的體積和重量都較大，功耗也偏高，光路較長，系統的調整和維護困難。

發明內容

本發明的目的是：提供一種緊湊型雙通道原子濾光器，通過采用雙通光孔徑磁體、雙路控溫器和偏振分束/合束器的有機融合，將兩套獨立的原子濾光器融合成緊湊型雙通道原子濾光器，可以實現水平和垂直兩通道的同時濾光，提高了單通道原子濾光器的透射率，降低了系統體積、重量和功耗，同時大大提高了原子濾光器的穩定性，為其推廣應用提供一種有效手段。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

從左邊入射光過來的光線，經過第一偏振分束器后分為水平和垂直兩路偏振光。垂直偏振光經過第一偏振器起偏后送入第一原子泡，原子泡處于一定的溫度和軸向磁場下，入射線偏振光中與原子泡中原子共振吸收且旋轉90度的奇數倍后，變成水平偏振光順利通過第二偏振器，再經第二偏振分束器90度轉折后送入第四偏振分束器進行合束；同理，水平偏振光經過第三偏振分束器后90度轉折，再經第三偏振器后送入第二原子泡，與原子泡共振且旋轉90度變成垂直偏振光順利通過第四偏振器，再經第四偏振分束器后與來自第二偏振分束器過來的偏振光進行合束，合束后的光線送入后面的光電探測器。兩原子泡分別置于兩控溫爐中，再放置到雙通光孔徑磁體中，其外面采用磁屏蔽盒將磁場屏蔽以防對外干擾。以上所有器件安裝到光屏蔽盒中，光從光屏蔽盒的左側入光孔射入，從光屏蔽盒的右側出光孔射出。

本發明的優點和效果：

一種緊湊型雙通道原子濾光器，可以實現水平和垂直兩通道的同時濾光，有效提高了原子濾光器的透射效率，采用雙通光孔徑磁體和雙路恒溫器，可提高雙通道原子濾光器的磁場強度和雙路溫度控制的一致性及控制精度，同時也降低了整個系統的體積、重量以及功耗；對水平和垂直兩路偏振光的分離和合束均采用了偏振分束器，可進一步提高系統的偏振度和帶外抑制能力，為原子濾光器的推廣應用提供一種有效手段。

附圖說明

圖1為一種緊湊型雙通道原子濾光器的示意圖。

其中：101光屏蔽盒、102磁屏蔽盒、103第一磁體、104第二磁體、105雙路控溫器、201第一偏振分束器、202第一偏振器、203第一原子泡、204第一控溫爐、205第二偏振器、206第二偏振分束器、301第三偏振分束器、302第三偏振器、303第二原子泡、304第二控溫爐、305第四偏振器、306第四偏振分束器。

圖2為第一磁體103和第二磁體104的立體示意圖。

具體實施方式