[發(fā)明專利]一種795nm激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及其穩(wěn)頻方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711277855.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108039640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桂永雷;王世寧;崔洪亮;付世民;畢佳玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所
• 主分類號(hào): H01S3/137
• 分類號(hào): H01S3/137
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種795nm激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及其穩(wěn)頻方法，本發(fā)明涉及一種激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及其穩(wěn)頻方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有激光器存在著體積大、功耗高、穩(wěn)頻精度低及穩(wěn)定性差的問(wèn)題。系統(tǒng)包括主電路板、半導(dǎo)體激光器、連接器接口、1/2λ波片、偏振分光棱鏡、反射棱鏡、銣原子氣室、平衡光電探測(cè)器及信號(hào)處理集成電路；方法：1/2波片與偏振分光棱鏡從激光器出射光中分出一束光，進(jìn)入穩(wěn)頻部分的光束被分為一束探測(cè)光，直接入射到銣原子氣室，另一束作為參考光，不經(jīng)過(guò)銣原子氣室，兩束光被平衡光電探測(cè)器接收。平衡光電探測(cè)器輸出兩束光的差分信號(hào)，送到后續(xù)鎖相放大器，鎖相放大器給出反饋信號(hào)送到激光器溫控與驅(qū)動(dòng)模塊，調(diào)整激光器輸出頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及其穩(wěn)頻方法。

背景技術(shù)

激光以其特有的性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是單色性好。但是，隨著激光應(yīng)用的日益廣泛和光電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)輸出激光品質(zhì)提出了更高的要求，許多領(lǐng)域一般的激光器已不能滿足要求。在許多應(yīng)用中需要使用具有準(zhǔn)確的頻率穩(wěn)定性的激光光源，例如干涉檢測(cè)、光譜學(xué)、光通信和原子磁力計(jì)，以及原子鐘。此外，穩(wěn)定的激光光源也被用于商業(yè)應(yīng)用，如精密加工工具，激光振動(dòng)計(jì)和重力儀。在這樣的應(yīng)用中，一方面需要降低功率和激光光源的尺寸，以便于制造便攜式設(shè)備；另一方面，對(duì)高穩(wěn)定性激光光源的需求正在迅速增長(zhǎng)，隨著應(yīng)用日益廣泛，如高分辨率光譜或使用原子鐘的精確導(dǎo)航系統(tǒng)。

795nm激光器是原子鐘系統(tǒng)和磁力儀系統(tǒng)的主要激光光源，其頻率穩(wěn)定性直接決定了所在系統(tǒng)的精度。在原子鐘系統(tǒng)中，795nm激光器的頻率穩(wěn)定性決定了時(shí)間基準(zhǔn)的精度；在原子磁力儀系統(tǒng)中，795nm激光器的頻率穩(wěn)定性決定了磁力儀的磁場(chǎng)測(cè)量精度。目前雖然有不少原子鐘及原子磁力儀系統(tǒng)已經(jīng)被研發(fā)出來(lái)，但是小型化、低功耗、高精度的原子鐘或原子磁力儀研發(fā)依然有不少技術(shù)難題有待解決。目前的795nm激光器存在著體積大、功耗高、穩(wěn)頻精度低、穩(wěn)定性差的問(wèn)題。其中，小型化的高穩(wěn)定度激光光源是限制小型化原子鐘或原子磁力儀實(shí)用化的一個(gè)重要障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有795nm激光器存在著體積大、功耗高、穩(wěn)頻精度低及穩(wěn)定性差的問(wèn)題，而提供一種795nm激光穩(wěn)頻系統(tǒng)及其穩(wěn)頻方法。

一種795nm激光穩(wěn)頻系統(tǒng)包括主電路板、795nm VCSEL半導(dǎo)體激光器、預(yù)留DIN連接器接口、第一1/2λ波片、第一偏振分光棱鏡、第一反射棱鏡、第二反射棱鏡、第二1/2λ波片、第二偏振分光棱鏡、立方體銣原子氣室、平衡光電探測(cè)器及信號(hào)處理集成電路；

795nm VCSEL半導(dǎo)體激光器、預(yù)留DIN連接器接口、第一1/2λ波片、第一偏振分光棱鏡、第一反射棱鏡、第二反射棱鏡、第二1/2λ波片、第二偏振分光棱鏡、立方體銣原子氣室及平衡光電探測(cè)器設(shè)置于主電路板的一面；

所述的795nm VCSEL半導(dǎo)體激光器出射光為偏振光或非偏振光；

所述的預(yù)留DIN連接器接口包括第一連接器及第二連接器，其中第一連接器為平衡光電探測(cè)器信號(hào)輸出接口，第二連接器為激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入接口；

所述的第一1/2λ波片安裝于第一聚四氟乙烯小型鏡架上，并與第一偏振分光棱鏡膠合在一起，組成第一偏振分光系統(tǒng)；

所述的第二1/2λ波片安裝于第二聚四氟乙烯小型鏡架上，并與第二偏振分光棱鏡膠合在一起，組成第二偏振分光系統(tǒng)；

所述的第一反射棱鏡及第二反射棱鏡與第二偏振分光系統(tǒng)膠合在一起；

所述的立方體銣原子氣室前后外表面垂直于探測(cè)光束，且前后表面上距離中點(diǎn)0.5cm～1cm的區(qū)域內(nèi)制作有薄膜鉑電阻惠斯通電橋電路，立方體銣原子氣室上下外表面及左右外表面上制作有氧化銦銻薄膜加熱線，立方體銣原子氣室粘接于印刷電路板上，薄膜鉑電阻惠斯通電橋電路及氧化銦銻薄膜加熱線通過(guò)導(dǎo)線與印刷電路板保持電氣連接，印刷電路板通過(guò)第一DIN連接插座連接在主電路板上；