[發(fā)明專利]基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610018081.7
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105514797B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪麗蓉;張一馳;曹書凱;范鵬瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;H01S5/065;H01S5/04
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置，其特征在于：包括半導(dǎo)體激光器(1)、順次位于半導(dǎo)體激光器(1) 激光出射光路上的激光隔離器(2)、第一半玻片(3)及第一偏振分束棱鏡(4)；沿著第一偏振分束棱鏡(4)激光的透射光路順次設(shè)有第一凸透鏡(6)、第二凸透鏡(7)、第二半波片(8)和第二偏振分束棱鏡(9)；第二偏振分束棱鏡(9)的透射光路上依次有第一平凸鏡（10）、凹透鏡（11）及聲光調(diào)制器(12)；所述凹透鏡（11）的凹面朝向聲光調(diào)制器(12)；聲光調(diào)制器(12)信號輸入端連接有信號發(fā)生器(18)，聲光調(diào)制器(12)的出射光路上依次設(shè)有四分之一玻片(13)、第二平凸鏡(14)、遮光片(15)；第二平凸鏡(14)的透射光路上還設(shè)有能夠?qū)⒙暪庹{(diào)制器(12)出射的正/負(fù)一級衍射光反射回聲光調(diào)制器(12)的第一全反射鏡（16）；第二偏振分束棱鏡（9）的反射光路上依次設(shè)有第二全反射鏡（19）、第四全反射鏡（36）及第三全反射鏡（35）；還包括一個出射光路與第三全反射鏡（35）的反射光路反向共線的飛秒激光器（20）；第三全反射鏡（35）與飛秒激光器（20）之間設(shè)有內(nèi)設(shè)堿金屬原子蒸汽室（22）的金屬磁屏蔽罩（23）；金屬磁屏蔽罩（23）的一側(cè)開有激光第一入射口，另一側(cè)開有激光第二入射口；第三全反射鏡（35）的反射光與飛秒激光器（20）的出射光分別經(jīng)激光第一、第二入射口進(jìn)入金屬磁屏蔽罩（23）并反向共線作用于堿金屬原子蒸汽室（22）；金屬磁屏蔽罩（23）上還開有熒光收集口，熒光收集口外依次設(shè)有第四凸透鏡（24）、窄帶濾光片（25）及光電倍增管（26），光電倍增管（26）信號輸出端連接有放大器（29），放大器(29)信號輸出端連接有鎖相放大器(31)，鎖相放大器(31)的一個信號輸出端連接有示波器(34)，另一個信號輸出端與半導(dǎo)體激光器(1)的電流控制端口相連接。

2.如權(quán)利要求1所述基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置，其特征在于：第三全反射鏡（35）與金屬磁屏蔽罩（23）的激光第一入射口之間設(shè)有第五凸透鏡（27）；飛秒激光器（20）與金屬磁屏蔽罩（23）的激光第二入射口之間設(shè)有第三凸透鏡(21)；所述堿金屬原子蒸汽室（22）上與連續(xù)激光和飛秒激光兩道入射光對應(yīng)的兩個入射窗口均為布儒斯特角入射窗口。

3.如權(quán)利要求2所述的基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置，其特征在于：還包括一個外殼上開有激光出射口(5)的腔體(37)；所述半導(dǎo)體激光器（1）、激光隔離器(2)、第一半玻片(3)、第一偏振分束棱鏡(4)、第一凸透鏡(6)、第二凸透鏡(7)、第二半玻片(8)、第二偏振分束棱鏡(9)、第一平凸鏡(10)、凹透鏡(11)、聲光調(diào)制器(12)、四分之一玻片(13)、第二平凸鏡(14)、遮光片(15)、第一全反射鏡（16）、信號發(fā)生器（18）、第二全反射鏡（19）、第三全反射鏡（35）、第四全反射鏡（36）、第五凸透鏡（27）、金屬磁屏蔽罩（23）、堿金屬原子蒸汽室（22）、第三凸透鏡(21)、飛秒激光器(20)、第四凸透鏡(24)、窄帶濾光片(25)、光電倍增管(26) 、放大器（29）、鎖相放大器（31）、示波器（34）均位于腔體內(nèi)(37)，所述第一偏振分束棱鏡（4）的反射光路經(jīng)腔體（37）的激光出射口（5）出射。

4.如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置，其特征在于：所述聲光調(diào)制器（12）通過第一BNC線（17）連接于信號發(fā)生器（18）；所述光電倍增管(26)通過第二BNC線(28)連接于放大器(29)，放大器(29)通過第三BNC線(30)連接于鎖相放大器(31)，鎖相放大器(31)通過第四BNC線(32)與第五BNC線(33)分別連接于半導(dǎo)體激光器(1) 與示波器(34)。

5.如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的基于雙光子超精細(xì)能級光譜的激光頻率鎖定裝置，其特征在于：所述的第一全反射鏡（16）、第二全反射鏡（19）、第三全反射鏡（35）、第四全反射鏡(36)均為鍍高反膜的全反射鏡；所述第一凸透鏡(6)、第二凸透鏡(7)、第三凸透鏡(21)、第四凸透鏡(24) 、第五凸透鏡（27）為無鍍膜普通透鏡；所述金屬磁屏蔽罩（23）為三層μ金屬磁屏蔽罩。