[實用新型]一種線心模式銣原子濾光器裝置

有效

• 申請號: 201520953209.X
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN205176419U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 凌俐;嚴冰
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

技術領域

本發明屬于激光光譜測量領域，涉及一種線心模式濾光器裝置，可獲得工作在原子躍遷頻率的激光。

背景技術

原子濾光器是基于原子吸收發射和內部能量轉換的物理過程的一種濾光器件，與干涉濾光片和雙折射濾光片相比，具有接收角大、帶寬窄和濾光效率高等優點，在紅外探測、遙感、激光雷達和空間光通信等領域有著非常重要的應用。其中銣原子濾光器由于所涉及波段應用方面很重要，在國際、國內均受到特別關注。

原子濾光器的另一個重要應用，可用來進行激光鎖頻，它需要激光工作在原子躍遷頻率上、而傳統的法拉第反常色散原子（銫、銣、鉀、鈉、鈣等）濾光器（FADOF）基本都是線翼模式的濾光器，即透射峰偏離原子的躍遷頻率。有一種利用光致二向色性原理實現的原子濾光器，在實驗上實現了超窄線寬的原子濾光器，量級在百兆赫茲。這種濾光器雖然滿足工作頻率的要求，但是透射率只有10%左右，另外它的工作條件是很強的泵浦光，一方面透過率太低，另一方面工作條件太過苛刻。傳統的FADOF大都是工作在線翼模式，也可以改造成線心模式，需要改進實驗條件。在合適的溫度和磁場強度下，FADOF會工作在線心模式。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種新型的線心模式銣原子濾光器裝置。

為實現本實用新型之目的，采用以下技術方案予以實現：一種線心模式銣原子濾光器裝置，包括有激光器，分光鏡，第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室，第一探測器，第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室、第二探測器，以及兩個格蘭泰勒棱鏡和兩個永磁鐵；所述激光器、分光鏡、第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室和第二探測器順次排列在一直線上，所述分光鏡與激光器產生激光的方向之間形成45度夾角；兩個所述格蘭泰勒棱鏡分別設置在所述第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室位于光路方向的兩端，兩個所述格蘭泰勒棱鏡的偏振方向相互垂直；兩個所述永磁鐵分別設置在兩個格蘭泰勒棱鏡與第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室之間的位置；所述第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室外包裹有加熱裝置；所述第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室和第一探測器位于分光鏡的反射光路上。

所述激光器產生的激光經分光鏡分成兩束，一束經第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室，與銣原子相互作用后被第一探測器接收；另一束經一個格蘭泰勒棱鏡起偏，變成線偏振光，穿過處在由兩個永磁鐵所形成穩恒磁場中的第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室，經過另外一個格蘭泰勒棱鏡，最后被第二探測器接收。

作為優選方案：所述的激光器為421nm外腔半導體激光器，功率為20mw，發射出的光束直徑為2mm，線寬小于1MHz，連續調諧大于10GHz。

作為優選方案：所述第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室、第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室的長度為5cm，直徑為3cm。

與現有技術相比較，本實用新型的有益效果是：線心模式銣原子濾光器是將激光器發出的421nm激光分成兩束，一束通過第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室形成飽和吸收譜，作為頻率參考；另一束通過加了磁場和溫度的第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室形成濾光信號。銣泡溫度加熱范圍是0-300℃，磁場范圍300G-2200G。當磁場較小時，無論溫度加到多高，都不可能出現濾光信號頻率與原子共振頻率一致的單縫濾光信號。在磁場超過1500G后，逐漸出現單縫透射的效果。在共振區的中心頻段，信號光在合適外部實驗條件下有90⁰旋光，穿過垂直的兩個格蘭泰勒棱鏡，順利通過FADOF濾光系統。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

1、激光器；2、分光鏡；3、第一⁸⁵Rb銣原子蒸汽室；4、第一探測器；5、格蘭泰勒棱鏡；6、永磁鐵；7、第二⁸⁵Rb銣原子蒸汽室；8、加熱裝置；9、第二探測器。

具體實施方式

下面根據附圖對本實用新型的具體實施方式做一個詳細的說明。