[發明專利]一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置

有效

• 申請號: 201610221686.6
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105762640B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 姜伯楠;張國萬;李嘉華;成永杰;徐程;魏小剛
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置，包括激光光源、分光鏡、原子氣室、部分反射鏡、第一光電探測器和第二光電探測器，其中激光光源發出的激光通過分光鏡分成兩路，其中一路激光向外出射，另一路激光通過原子氣室后到達部分反射鏡，經部分反射鏡的透射光由第二光電探測器接收，經部分反射鏡的反射光沿原光路返回，依次經過原子氣室、分光鏡后由第一光電探測器接收，本發明顯著增強亞多普勒飽和吸收光譜的穩定性和集成性，提高相關具體應用的精度、穩定度和集成度。

技術領域

本發明涉及激光器頻率穩定領域，具體涉及一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置。

背景技術

近年來，隨著激光光源的不斷發展，激光器已成為基礎物理研究、精密測量和慣性導航等領域的重要組成部分。對于量子模擬、量子計算、原子鐘、光鐘、原子磁力儀、冷原子干涉陀螺儀、SERF陀螺儀和核磁共振陀螺儀等具體應用，頻率穩定的激光光源都是核心部件。由于工作溫度和工作電流的影響，自由運轉的激光器的頻率是不穩定的。利用原子的超精細能級結構光譜，將激光器的頻率穩定在所需的共振躍遷線，是獲得頻率穩定的激光光源最為基本的手段。亞多普勒飽和吸收光譜就是上述具體應用中最為常用的原子超精細能級結構光譜之一。

亞多普勒飽和吸收光譜是利用探測泵浦光在原子氣體中產生的非線性燒孔而獲得的原子吸收光譜。由于泵浦光和探測光的光強有很大差異，亞多普勒偏振光譜存在相當數量用于光強控制、分束和合束的光學元件。過多的光學元件，引入了更多的噪聲，增加了穩頻光譜的空間體積，降低了穩頻光譜的穩定性和集成性，影響了相關具體應用的精度、穩定度和集成度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置，解決用于光強控制、分束和合束的光學元件所帶來的問題，顯著增強亞多普勒飽和吸收光譜的穩定性和集成性，提高相關具體應用的精度、穩定度和集成度。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置，包括激光光源、分光鏡、原子氣室、部分反射鏡、第一光電探測器和第二光電探測器，其中第二光電探測器、部分反射鏡、原子氣室、分光鏡和第一光電探測器依次排布，且第二光電探測器、反射鏡、原子氣室、分光鏡和第一光電探測器的中心位于同一光軸，激光光源位于分光鏡的一側；

所述激光光源(1)發出的激光通過分光鏡分成兩路，其中一路激光向外出射，另一路激光通過原子氣室后到達部分反射鏡，經部分反射鏡的透射光由第二光電探測器接收，經部分反射鏡的反射光沿原光路返回，依次經過原子氣室、分光鏡后由第一光電探測器接收。

在上述用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置中，分光鏡為非偏振分束器件，分光鏡的分光比為1：9-1：99。

在上述用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置中，部分反射鏡的反射率為10％-90％。

在上述用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置中，部分反射鏡的反射率為45％-55％。

在上述用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置中，原子氣室內封裝銣原子、銫原子、鈉原子或鉀原子，未加入緩沖氣體，提供原子光譜的非線性工作介質。

在上述用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置中，激光光源采用外腔式可調諧半導體激光器，輸出偏振態為線偏振的激光或圓偏振的激光。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

(1)、本發明創新設計了一種用于亞多普勒飽和吸收光譜的反射式集成裝置，使用反射式光路代替傳統亞多普勒飽和吸收光譜的分束合束光路，部分反射鏡同時具有光強控制功能，大幅精簡了光學元件，減少了噪聲源，降低了穩頻光譜的空間體積,顯著提高了穩頻光譜的穩定性和集成性。