[發明專利]一種實現高對比度窄線寬CPT譜線的裝置

有效

• 申請號: 201711365604.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108233161B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 張振偉;楊仁福
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/11;H01S3/09
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

1.一種實現高對比度窄線寬CPT譜線的裝置，其特征在于，所述裝置包括：主激光器、第一凸透鏡、第一偏振片、從激光器、第二凸透鏡、第二偏振片、第一分光鏡、四分之一波片、反射鏡、第二分光鏡、光開關、原子儲存泡、磁場線圈、恒溫箱、光探測器、拍頻電路、鑒相器、脈沖發生器、鎖相放大器、第二驅動電路、微波源、第一驅動電路。

所述第一驅動電路和第二驅動電路分別用于驅動主激光器和從激光器發光，并控制激光的頻率，所述第一驅動電路輸出第一驅動信號，所述第二驅動電路輸出第二驅動信號；

所述主激光器用于接收所述第一驅動信號，輸出第一線偏振激光信號；

所述從激光器用于接收所述第二驅動信號，輸出第二線偏振激光信號；

所述第一凸透鏡和第二凸透鏡用于將發散的激光準直為平行激光并將平行激光聚焦，所述第一凸透鏡接收所述第一線偏振激光信號，輸出第一聚焦激光信號，所述第二凸透鏡接收所述第二線偏振激光信號，輸出第二聚焦激光信號；

所述第一偏振片和第二偏振片分別用于調整主激光器的激光偏振方向和從激光器的激光偏振方向，所述第一偏振片接收所述第一聚焦激光信號，輸出第一偏振激光信號，所述第二偏振片接收所述第二聚焦激光信號，輸出第二偏振激光信號，所述第一偏振激光信號和所述第二偏振激光信號偏振方向垂直；

所述第一線偏振激光信號±1級邊帶頻率與所述第二線偏振激光信號頻率相等；

所述第一分光鏡和第二分光鏡用于兩束激光的合束及一束激光的分束，所述第一分光鏡將所述第一偏振激光信號分束為第一反射激光信號和第一透射激光信號，并將所述第一透射激光信號和所述第二線偏振激光信號合束，輸出第一合束激光信號，所述第二分光鏡將接收的所述第一合束激光信號分束為第一激光信號和第二激光信號；

所述四分之一波片用于將線偏振激光轉變為圓偏振激光、將圓偏振激光轉變為線偏振激光，接收所述第一反射激光信號，得到圓偏振激光信號；

所述反射鏡用于反射入射的圓偏振激光信號，得到圓偏振激光反射信號，所述圓偏振激光反射信號通過所述四分之一波片，轉換為第三線偏振激光信號，所述第三線偏振激光信號與所述第二線偏振激光信號偏振方向相同；

所述第三線偏振激光信號注入從激光器中，第三線偏振激光信號的光譜中±1級邊帶頻率與第二線偏振激光信號的頻率相等，實現兩個激光器的相干；

所述脈沖發生器用于控制所述光開關的打開和關閉，輸出脈沖信號；

所述光開關通過接收脈沖信號控制開關的打開或者關閉，切割所述第一激光信號的光束；

所述原子儲存泡用于儲存堿金屬原子，所述第一激光信號與原子相互作用后輸出原子激光信號；

所述磁場線圈用于產生恒定均勻靜磁場，使儲存泡中的原子發生塞曼分裂，產生可分辨的超精細能級；

所述恒溫箱用于為儲存泡中的原子提供恒定溫度的環境；

所述光探測器用于探測與原子相互作用后的激光光強，接收所述原子激光信號，輸出電壓信號；

所述拍頻電路對輸入的第二激光信號進行拍頻，拍頻信號的頻率等于所述第一透射激光信號和所述第二線偏振激光信號的光頻差，輸出拍頻信號；

所述微波源得到微波信號，輸出到所述鑒相器和所述主激光器，所述微波信號的頻率與原子的基態兩個超精細能級差相等；

所述鑒相器用于對接收的所述拍頻信號與微波信號進行鑒相，輸出相位誤差信號到所述第二驅動電路；

所述鎖相放大器用于對光探測器輸出的電壓信號進行解調，得到解調信號，輸出到所述第一驅動電路。

2.根據權利要求1所述的一種實現高對比度窄線寬CPT譜線的裝置，其特征在于，所述四分之一波片的光軸方向與所述第二偏振片的偏振方向呈45°。

3.根據權利要求1所述的一種實現高對比度窄線寬CPT譜線的裝置，其特征在于，所述脈沖信號的脈沖時序為T/4-T-T/4。