[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)用于里德堡原子探測(cè)系統(tǒng)的激光穩(wěn)頻方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210461787.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114825021A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凱;毛瑞棋;孫占山;安強(qiáng);林沂;付云起
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/13
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/13;H01S3/00;H01S3/137
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 李楊

1.一種應(yīng)用于里德堡原子探測(cè)系統(tǒng)的激光穩(wěn)頻方法，其特征在于，所述方法包括：

搭建探測(cè)激光穩(wěn)頻單元，通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元實(shí)現(xiàn)探測(cè)激光的頻率穩(wěn)定；

搭建耦合激光穩(wěn)頻單元；所述耦合激光穩(wěn)頻單元中包括EIT光譜單元和耦合光鑒相反饋單元；

通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元中的飽和吸收光譜單元輸出一路帶調(diào)制的探測(cè)激光，將頻率穩(wěn)定后的所述帶調(diào)制的探測(cè)激光輸入所述EIT光譜單元，產(chǎn)生EIT光譜信號(hào)；

通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元中的探測(cè)光鑒相反饋單元輸出一路調(diào)制信號(hào)，根據(jù)所述EIT光譜信號(hào)和所述調(diào)制信號(hào)通過(guò)所述耦合光鑒相反饋單元進(jìn)行混頻，得到耦合激光目標(biāo)位置處的鑒相信號(hào)，通過(guò)所述耦合激光目標(biāo)位置處的鑒相信號(hào)實(shí)現(xiàn)耦合激光的頻率穩(wěn)定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，搭建探測(cè)激光穩(wěn)頻單元，通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元實(shí)現(xiàn)探測(cè)激光的頻率穩(wěn)定，包括：

搭建探測(cè)激光穩(wěn)頻單元；所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元包括探測(cè)激光發(fā)生裝置、探測(cè)分光束單元、飽和吸收光譜單元、第一光電探測(cè)器和探測(cè)光鑒相反饋單元；

通過(guò)所述探測(cè)激光發(fā)生裝置發(fā)出探測(cè)激光，經(jīng)過(guò)所述探測(cè)分光束單元得到穩(wěn)頻用探測(cè)激光；

通過(guò)所述飽和吸收光譜單元根據(jù)所述穩(wěn)頻用探測(cè)激光產(chǎn)生飽和吸收光譜信號(hào)；

通過(guò)所述第一光電探測(cè)器將所述飽和吸收光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)作為參考信號(hào)在所述探測(cè)光鑒相反饋單元中產(chǎn)生探測(cè)激光的鑒相信號(hào)；

將所述探測(cè)激光的鑒相信號(hào)電壓實(shí)時(shí)反饋至所述探測(cè)激光發(fā)生裝置實(shí)現(xiàn)探測(cè)激光的頻率穩(wěn)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，搭建耦合激光穩(wěn)頻單元；所述耦合激光穩(wěn)頻單元中包括EIT光譜單元和耦合光鑒相反饋單元，包括：

搭建耦合激光穩(wěn)頻單元；所述耦合激光穩(wěn)頻單元中包括耦合激光發(fā)生裝置、耦合分光束單元、EIT光譜單元、第二光電探測(cè)器和耦合光鑒相反饋單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元中的飽和吸收光譜單元輸出一路帶調(diào)制的探測(cè)激光，將頻率穩(wěn)定后的所述帶調(diào)制的探測(cè)激光輸入所述EIT光譜單元，產(chǎn)生EIT光譜信號(hào)，包括：

通過(guò)所述耦合激光發(fā)生裝置發(fā)出耦合激光，經(jīng)過(guò)所述耦合分光束單元得到穩(wěn)頻用耦合激光，輸入所述EIT光譜單元；

通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元中的飽和吸收光譜單元輸出一路帶調(diào)制的探測(cè)激光，將頻率穩(wěn)定后的所述帶調(diào)制的探測(cè)激光輸入所述EIT光譜單元；

通過(guò)所述EIT光譜單元根據(jù)所述穩(wěn)頻用耦合激光和所述帶調(diào)制的探測(cè)激光，產(chǎn)生EIT光譜信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述EIT光譜信號(hào)和所述調(diào)制信號(hào)通過(guò)所述耦合光鑒相反饋單元進(jìn)行混頻，得到耦合激光目標(biāo)位置處的鑒相信號(hào)，包括：

將所述EIT光譜信號(hào)通過(guò)所述第二光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)作為參考信號(hào)；

通過(guò)所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元中的探測(cè)光鑒相反饋單元輸出一路調(diào)制信號(hào)；

根據(jù)所述參考信號(hào)和所述調(diào)制信號(hào)在所述耦合光鑒相反饋單元中產(chǎn)生耦合激光的鑒相信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述耦合激光目標(biāo)位置處的鑒相信號(hào)實(shí)現(xiàn)耦合激光的頻率穩(wěn)定，包括：

將所述探耦合光的鑒相信號(hào)電壓實(shí)時(shí)反饋至所述耦合激光發(fā)生裝置實(shí)現(xiàn)耦合激光的頻率穩(wěn)定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元的激光頻率穩(wěn)定在堿金屬原子基態(tài)至中間態(tài)的躍遷頻率上；所述耦合激光穩(wěn)頻單元的激光頻率穩(wěn)定在堿金屬原子中間態(tài)至預(yù)設(shè)的里德堡態(tài)的躍遷頻率上。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述探測(cè)分光束單元還用于得到實(shí)驗(yàn)用探測(cè)激光，所述實(shí)驗(yàn)用探測(cè)激光和所述穩(wěn)頻用探測(cè)激光之間的功率比能夠通過(guò)所述探測(cè)分光束單元調(diào)節(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述耦合分光束單元還用于得到實(shí)驗(yàn)用耦合激光，所述實(shí)驗(yàn)用耦合激光和所述穩(wěn)頻用耦合激光之間的功率比能夠通過(guò)所述耦合分光束單元調(diào)節(jié)。

10.一種應(yīng)用于里德堡原子探測(cè)系統(tǒng)的激光穩(wěn)頻裝置，其特征在于，所述裝置包括：探測(cè)激光穩(wěn)頻單元和耦合激光穩(wěn)頻單元；

所述探測(cè)激光穩(wěn)頻單元包括飽和吸收光譜單元和探測(cè)光鑒相反饋單元；

所述耦合激光穩(wěn)頻單元包括EIT光譜單元和耦合光鑒相反饋單元；

所述飽和吸收光譜單元用于輸出一路帶調(diào)制的探測(cè)激光，頻率穩(wěn)定后輸入所述EIT光譜單元；

所述EIT光譜單元用于產(chǎn)生EIT光譜信號(hào)；

所述探測(cè)光鑒相反饋單元用于輸出一路調(diào)制信號(hào)；

所述耦合光鑒相反饋單元用于根據(jù)所述EIT光譜信號(hào)和所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行混頻，得到耦合激光目標(biāo)位置處的鑒相信號(hào)，實(shí)現(xiàn)耦合激光的頻率穩(wěn)定。