[發明專利]一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統及方法

在審

• 申請號: 202010514779.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111834875A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳福勝;劉康琦;郭強;毛海岑;姚輝彬;王斌;周嘉鵬;陳新文;宋新明;欒廣建;高俊
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;H01S5/068;H01S5/0683;G01D5/48
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

1.一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，包括通過光路依次連接的聲光調制器(1)、激光耦合器(2)、激光分束器(3)，還包括光功率反饋控制單元(4)，所述光功率反饋控制單元(4)的輸入端連接所述激光分束器(3)、其輸出端連接所述聲光調制器(1)；

所述聲光調制器(1)通過控制信號對輸入激光進行調制，以控制激光輸出功率；

所述激光耦合器(2)實現激光的耦合；

所述激光分束器(3)發出兩束冷原子干涉儀的冷卻激光束對和監測激光束，兩束所述冷卻激光束對和所述監測激光束的功率相同；

所述光功率反饋控制單元(4)檢測所述監測激光束的激光實時輸出功率值，并輸出驅動所述聲光調制器(1)的控制信號。

2.根據權利要求1所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，所述光功率反饋控制單元(4)包括光功率監測模塊(41)、控制器(42)、直接頻率合成器(43)、功率放大器(44)，所述光功率監測模塊(41)的輸入與所述激光分束器(3)的輸出通過光路連接，所述控制器(42)與所述光功率監測模塊(41)、所述直接頻率合成器(43)分別通信連接，所述直接頻率合成器(43)的輸出與所述功率放大器(44)信號連接，所述功率放大器(44)的輸出與所述聲光調制器(1)信號連接，

所述光功率監測模塊(41)將所述監測激光束的光信號轉化成電信號，測得激光實時輸出功率值；

所述控制器(42)將所述激光實時輸出功率值與預存的激光功率閾值、監測功率參考值進行計算后，輸出幅值調節后的控制信號；

所述直接頻率合成器(43)將所述控制信號轉化為具有特定頻率的控制信號并輸出；

所述功率放大器(44)將所述控制信號放大；

放大后的所述控制信號驅動所述聲光調制器(1)對激光進行調制，以控制激光輸出功率。

3.根據權利要求2所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，所述光功率監測模塊(41)包括依次信號連接的光電檢測器(411)、信號調理模塊(412)和信號采集轉換模塊(413)，

所述光電檢測器(411)采集所述監測激光束的光信號并將其轉換成激光實時輸出功率對應的電信號；

所述信號調理模塊(412)將所述電信號進行隔離、轉換、放大并輸出到所述信號采集轉換模塊(413)；

所述信號采集轉換模塊(413)采集所述電信號并進行模/數轉換后輸出到所述控制器(42)。

4.根據權利要求2所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，所述直接頻率合成器(43)與所述功率放大器(44)之間、所述功率放大器(44)與所述聲光調制器(1)之間分別通過同軸電纜連接。

5.根據權利要求2所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，所述控制器(42)和上位機(5)通信連接，通過所述上位機(5)設置所述控制器(42)的參數。

6.根據權利要求1所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，所述聲光調制器(1)對激光進行調制時，所述冷卻激光束對的輸出功率和所述監測激光束的輸出功率變化一致。

7.根據權利要求1任一項所述一種冷原子干涉儀冷卻激光功率穩定系統，其特征在于，還包括冷原子干涉儀主控系統，所述冷原子干涉儀主控系統通過發出中斷信號控制所述光功率反饋控制單元(4)的通斷：當所述中斷信號為高電平時，關斷所述光功率反饋控制單元(4)；當所述中斷信號為低電平時，開啟所述光功率反饋控制單元(4)。