[發(fā)明專利]一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110026610.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN112864781A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔德龍;王杰英;來琦;裴闖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/098;H01S3/115;G01C21/16
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

1.一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：包括激光單元(1)、分光單元(2)、鎖頻單元(5)、第一電光調(diào)制單元(3)、第二電光調(diào)制單元(6)、第一倍頻單元(4)、第二倍頻單元(8)、激光功率放大單元(7)、功率分配單元(9)。

所述激光單元(1)的輸出光經(jīng)過分光單元(2)分成兩束，其中的一束光輸入到第一倍頻單元(3)，用于產(chǎn)生波長(zhǎng)再780nm附近的激光；經(jīng)過第一電光調(diào)制單元(4)后輸入到鎖頻單元(5)，用于調(diào)節(jié)鎖頻頻率點(diǎn)的位置；鎖頻單元(5)的輸出端與激光單元(1)的電流/電壓調(diào)制端口連接，用于將原子光譜信號(hào)反饋至激光單元(1)進(jìn)行頻率鎖定；

該分光單元(2)的另外一束激光經(jīng)過第二電光調(diào)制單元(6)輸入到激光功率放大單元(7)，用于提供系統(tǒng)所需的激光功率大小；輸出的激光經(jīng)過第二倍頻單元(8)后和功率分配單元(9)進(jìn)行連接，用于產(chǎn)生用于冷原子干涉的所有的激光頻率和激光功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng),其特征在于：所述第一電光調(diào)制單元(3)、第二電光調(diào)制單元(6)為光型電光調(diào)制晶體FEOM。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：所述第一倍頻單元(3)、第二倍頻單元(8)為周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體MgO:PPLN的倍頻材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)及方法，其特征在于：所述功率放大單元(7)為通信波段1560nm附近的摻鉺光纖放大器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：所述的激光單元(1)為的分布式反饋激光器，發(fā)射通信波段1560nm附近的單頻激光。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：所述的鎖頻單元(5)采用調(diào)制轉(zhuǎn)移光譜MTS獲得原子光譜信號(hào)，采用比例-積分-微分PID將原子光譜信號(hào)反饋至激光單元(1)進(jìn)行頻率鎖定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：所述功率分配單元(9)由分光裝置調(diào)節(jié)分光比例，由聲光調(diào)制器AOM1控制相應(yīng)的頻率移動(dòng)和功率變化。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)，其特征在于：所述鎖頻單元(5)和激光單元(1)通過電路線纜連接，其余各單元之間通過單模保偏光纖連接。

9.一種用于冷原子干涉儀的通信波段激光系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、激光單元(1)輸出1560nm波長(zhǎng)的激光，頻率為ω₀，第一電光調(diào)制單元(2)調(diào)制頻率為ω₁，經(jīng)過第一電光調(diào)制單元(2)調(diào)制后，激光頻率為ω₀±nω₁，n為邊帶級(jí)數(shù)，改變調(diào)制頻率的大小可改變邊帶大小。經(jīng)過調(diào)制后經(jīng)過第一倍頻單元(3)之后頻率變?yōu)?ω₀±nω₁，之后送入鎖頻單元(5)進(jìn)行鎖定；

步驟2、利用鎖頻單元(5)的調(diào)制轉(zhuǎn)移光譜鎖頻將正一級(jí)邊帶的鎖定在銣-85D2線的F＝3→F'＝4，將調(diào)制頻率設(shè)置為ω₁＝1GHz附近，輸出冷卻光、探測(cè)光、吹走光，以及F＝2拉曼激光等。

步驟3、第二電光調(diào)制單元(2)調(diào)制頻率為ω₂，經(jīng)過第二電光調(diào)制單元(2)調(diào)制后，激光頻率為ω₀±nω₂，n為邊帶級(jí)數(shù)。經(jīng)過電光調(diào)制的激光的經(jīng)過第二倍頻單元(3)之后頻率變?yōu)?ω₀±nω₂，選擇2ω₀±nω₂邊帶用于產(chǎn)生再泵浦光、拉曼F＝1的激光。