[發(fā)明專利]一種冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011489241.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112615247B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周超;毛海岑;欒廣建;宋新明
• 申請（專利權(quán)）人: 華中光電技術(shù)研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: H01S3/137
• 分類號: H01S3/137;H01S3/00
• 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: 高蘭

本發(fā)明涉及一種冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置，激光器的輸出端通過光纖與光纖分束器的輸入端連接；光纖分束器的第一輸出端與第一透鏡的一端連接，第一透鏡的另一端嵌入在原子泡的一端，第二透鏡的一端嵌入在原子泡的另一端，第一透鏡和第二透鏡的光軸重合；第二透鏡的另一端通過光纖與光纖環(huán)路器的第二端口連接，光纖環(huán)路器的第三端口通過光纖與光電探測器連接；光電探測器與信號處理模塊電性連接，信號處理模塊與激光器的反饋控制端口。光纖分束器的第一輸出端通過光纖與光纖光電調(diào)制器的輸入端連接；光纖電光調(diào)制器的輸出端通過光纖與光纖分束器的第一端口連接。本發(fā)明提供的冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置，布置對空間的要求較低，有利于集成化設(shè)計。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置。

背景技術(shù)

冷原子技術(shù)是通過操控原子量子態(tài)變化，實現(xiàn)原子物理特性研究、精密測量的技術(shù)，應用在量子通信，原子鐘，原子重力儀，量子計算等多個領(lǐng)域。

在冷原子技術(shù)領(lǐng)域中，需要通過激光與原子作用實現(xiàn)對原子的操控。這要求激光的頻率穩(wěn)定性優(yōu)于原子能級寬度，達到MHz以下。因此需要采用激光穩(wěn)頻裝置，使激光器免于受電流和溫度波動影響。現(xiàn)有的穩(wěn)頻裝置常采用偏振分光鏡、反射鏡、波片等分立光學元件制造而成，各組件對定位精度和姿態(tài)精度要求高、裝配難度大，不利于集成化設(shè)計。并且采用空間光路器件容易受環(huán)境溫濕度變化引起結(jié)露、結(jié)霜污染光路問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的穩(wěn)頻裝置常采用空間光路器件制造而成，各組件對定位精度和姿態(tài)精度要求高、裝配難度大，不利于集成化設(shè)計的技術(shù)問題，提供了一種冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種冷原子激光器頻率穩(wěn)定裝置，包括：激光器、光纖分束器、第一透鏡、第二透鏡、原子泡、光纖電光調(diào)制器、光纖環(huán)路器、光電探測器及信號處理模塊；

所述激光器的輸出端通過光纖與所述光纖分束器的輸入端連接；所述光纖分束器的第一輸出端與所述第一透鏡的一端連接，所述第一透鏡的另一端嵌入在所述原子泡的一端，所述第二透鏡的一端嵌入在所述原子泡的另一端，所述第一透鏡和第二透鏡的光軸重合；所述第二透鏡的另一端通過光纖與所述光纖環(huán)路器的第二端口連接，所述光纖環(huán)路器的第三端口通過光纖與所述光電探測器連接，從所述第二端口輸入的光束經(jīng)所述第三端口輸出；所述光電探測器與所述信號處理模塊電性連接，所述信號處理模塊與所述激光器的反饋控制端口；

所述光纖分束器的第一輸出端通過光纖與所述光纖光電調(diào)制器的輸入端連接；所述光纖電光調(diào)制器的輸出端通過光纖與所述光纖分束器的第一端口連接，從所述第一端口輸入的光束經(jīng)所述第二端口輸出。

進一步的，還包括：光纖法蘭；

所述激光器通過光纖與所述光纖法蘭的一端連接，所述光纖法蘭的另一端通過光纖與所述光纖分束器的輸入端連接。

進一步的，還包括：加熱器件、測溫器件及溫度控制器件；

所述加熱器件覆蓋在所述原子泡外壁；所述測溫器件設(shè)置在所述加熱器件與所述原子泡外壁之間；所述測溫器件及加熱器件與所述溫度控制器件電性連接。

進一步的，所述加熱器件為雙絞密繞加熱絲或加熱芯片。

進一步的，還包括：磁屏蔽盒；

所述磁屏蔽盒覆蓋在所述原子泡外側(cè)。

進一步的，所述磁屏蔽盒采用坡莫合金制作圓柱形狀殼體。

進一步的，所述激光器為窄線寬激光器、分布反饋激光器或外腔半導體激光器。

進一步的，所述第一透鏡和所述第二透鏡為準直透鏡、G-lens或球透鏡。

進一步的，所述原子泡為石英材料制作的泡體。