[發明專利]一種非線性光與原子干涉儀及其干涉方法

有效

• 申請號: 201410312848.8
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104122735B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 陳麗清;陳冰;邱誠;張衛平
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙)31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種非線性光與原子干涉儀，其特征在于，包括：第一光源(1)、第二光源(2)、第三光源(3)、第一極化分束器(4)、第二極化分束器(5)、第三極化分束器(6)、第四極化分束器(7)、第五極化分束器(8)、第一半波片(9)、第二半波片(10)、第三半波片(11)、光電探測器(12)、第一延時器(13)、第二延時器(14)和銣原子系綜(15)；

沿所述第一光源(1)輸出的入射拉曼光場方向依次設置有所述第二半波片(10)、所述第一極化分束器(4)和所述第一延時器(13)；

沿所述第二光源(2)輸出的入射信號光(S0)方向依次設置有所述第五極化分束器(8)、所述第三半波片(11)、所述第二極化分束器(5)、所述銣原子系綜(15)、第三極化分束器(6)和所述第二延時器(14)，所述第二延時器(14)輸出的信號光返回所述第三極化分束器(6)；沿所述第五極化分束器(5)的折射方向設置有所述光電探測器(12)；所述第一極化分束器(4)與所述第二極化分束器(5)的折射方向重合；

所述第三光源(3)輸出的讀光光場沿折射方向射入所述第四極化分束器(7)內，所述第一延時器(13)的輸出沿入射方向射入所述第四極化分束器(7)內，沿所述第四極化分束器(7)的透射方向依次設置有所述第一半波片(9)與所述第三極化分束器(6)，所述第四極化分束器(7)的透射方向與所述第三極化分束器(6)的折射方向重合。

2.如權利要求1所述的非線性光與原子干涉儀，其特征在于，所述第二光源(2)的入射信號光(S0)是由所述第一光源(1)的入射拉曼光場經過移頻器后產生的。

3.如權利要求1所述的非線性光與原子干涉儀，其特征在于，所述第一延時器(13)與所述第二延時器(14)包括單模光纖或電磁誘導設備。

4.如權利要求1所述的非線性光與原子干涉儀，其特征在于，所述第二延時器(14)內進一步設置壓電陶瓷。

5.如權利要求1所述的非線性光與原子干涉儀，其特征在于，所述銣原子系綜(15)的周圍設置有赫姆霍茲線圈(16)。

6.一種如權利要求1-5之任一項所述的非線性光與原子干涉儀的干涉方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：第一光源(1)輸出的入射拉曼光場經第二半波片(10)改變偏振后射入第一極化分束器(4)內發生分束，生成第一分束光與第二分束光，所述第一分束光射入第二極化分束器(5)內，所述第二分束光射入第一延時器(13)內；

步驟二：第二光源(2)輸出的入射信號光(S0)經第三半波片(11)改變偏振后射入所述第二極化分束器(5)內與所述第一分束光發生重合，所述第一分束光射入銣原子系綜(15)內產生入射拉曼散射光場，所述入射信號光(S0)經過所述入射拉曼散射光場中發生第一次拉曼散射，生成斯托克斯信號光場，并在所述銣原子系綜(15)的內部產生第一原子相干性(A1)；

步驟三：所述斯托克斯信號光場經過第三極化分束器(6)后射入第二延時器(14)，通過所述第二延時器(14)后重新射入所述第三極化分束器(6)內；所述第二分束光依次經過第四極化分束器(7)、第一半波片(9)后射入所述第三極化分束器(6)內與所述斯托克斯信號光場發生重合；所述斯托克斯信號光場與所述第二分束光射入所述銣原子系綜(15)內，所述斯托克斯信號光場與所述第一原子相干性(A1)發生第二次拉曼散射，生成放大的斯托克斯信號光場以及所述銣原子系綜(15)內產生第二原子相干性(A2)，所述放大的斯托克斯信號光場通過所述第五極化分束器(8)后射入所述光電探測器(12)內實現檢測所述第一原子相干性(A1)；

步驟四：關斷所述第一光源(1)和所述第二光源(2)；所述第三光源(3)輸出的讀光光場依次經過所述第四極化分束器(7)、第一半波片(9)和所述第三極化分束器(6)后射入所述銣原子系綜(15)內與所述第二原子相干性(A2)發生耦合生成反斯托克斯信號光場，所述反斯托克斯信號光場通過所述第五極化分束器(8)射入所述光電探測器(12)內實現檢測所述第二原子相干性(A2)。

7.如權利要求6所述的干涉方法，其特征在于，所述第一光源(1)輸出的入射拉曼光場與所述第二光源(2)輸出的入射信號光(S0)滿足雙光子共振條件。