[發明專利]一種激光穩頻方法及裝置

有效

• 申請號: 201510093669.4
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN104701727B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 郭弘;彭翔;詹遠志;林再盛;公韋
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙)11200
• 代理人: 余長江

1.一種激光穩頻裝置，其特征在于，包括在一激光光路上依次布置的：

用以將由一激光發生裝置發出的一束激光轉換為一左旋圓偏振光及一右旋圓偏振光的一光泵浦系統；

用以將由平行于入射光方向的外磁場和垂直于入射光的交變磁場共同作用兩個原子氣室的兩套原子磁共振系統；

用以將光信號轉化為電信號并提取其中特定頻率分量并通過兩路磁光雙共振信號計算誤差信號進行穩頻的一信號采集處理系統。

2.如權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述光泵浦系統包括在激光光路上依次布置的一偏振片、一二分之一波片、一偏振分光棱鏡、一對四分之一波片及一平面反射鏡。

3.如權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述原子磁共振系統包括一磁屏蔽桶以及置于所述磁屏蔽桶內的一原子氣室、一對亥姆霍茲線圈、一對外磁場線圈。

4.如權利要求3所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述外磁場線圈用以產生與入射光平行的一外磁場，所述亥姆霍茲線圈用以產生一與所述外磁場垂直的一交變磁場。

5.如權利要求1所述的激光穩頻裝置，其特征在于，所述信號采集處理系統包括：一對光電探測器、一鎖相放大器、一比例積分微分電路，所述比例積分微分電路用以反饋控制所述激光發生裝置發出的激光的頻率。

6.一種激光穩頻方法，包括以下步驟：

1)從一激光發生裝置發出的激光經過一光泵浦系統轉換為一左旋圓偏振光及一右旋圓偏振光；

2)所述左旋圓偏振光及右旋圓偏振光入射兩套原子磁共振系統，所述原子磁共振系統具有與入射光平行的一外磁場及與所述外磁場垂直的一交變磁場；

3)所述左旋圓偏振光及右旋圓偏振光經過兩套原子磁共振系統后分別由兩光電探測器探測，并鎖定所述交變磁場的共振頻率；

4)根據所述共振頻率進行計算得到一誤差信號；

5)根據所述誤差信號對所述激光發生裝置進行反饋控制，從而穩定所述激光發生裝置發出的激光的頻率。

7.如權利要求6所述的激光穩頻方法，其特征在于，步驟1)中所述激光經過一光泵浦系統轉換為一左旋圓偏振光及一右旋圓偏振光包括：所述激光經過一偏振片轉換為一線偏振光，再通過一二分之一波片調整所述線偏振光的偏振方向，再經過一偏振分光棱鏡將所述線偏振光分成兩路互相垂直的線偏振光，再利用反射鏡將所述兩路互相垂直的線偏振光為兩路互相平行的線偏振光，再通過一對四分之一波片分別將所述兩路互相平行的線偏振光調節為一左旋圓偏振光及一右旋圓偏振光。

8.如權利要求6所述的激光穩頻方法，其特征在于，步驟2)中所述外磁場通過一對外磁場線圈產生，所述交變磁場通過一對亥姆霍茲線圈產生。

9.如權利要求6所述的激光穩頻方法，其特征在于，步驟4)中根據所述共振頻率進行計算得到誤差信號包括；根據所述共振頻率計算出兩套原子磁共振系統的兩個外磁場值，再兩個外磁場值差分后作為誤差信號。

10.如權利要求6所述的激光穩頻方法，其特征在于，步驟5)中根據所述誤差信號對所述激光發生裝置進行反饋控制包括：將所述誤差信號進行比例積分微分運算處理后，輸送至激光發生裝置，反饋控制激光器發生裝置的頻率。