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基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法

文檔序號:40620927發(fā)布日期:2025-01-10 18:26閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,所述原子氣室的第一端通過消偏振分光棱鏡分別連接光電探測器和第一1/4波片,所述第一1/4波片通過光隔離器連接激光準(zhǔn)直器,所述激光準(zhǔn)直器通過第二保偏光纖連接電光調(diào)制器,所述電光調(diào)制器分別連接射頻信號發(fā)生器和第一保偏光纖,所述第一保偏光纖通過可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器連接激光控制器,所述激光控制器通過比例積分微分控制器連接鎖相放大器的輸出端,所述鎖相放大器的第一輸入端連接所述光電探測器,所述鎖相放大器的第二輸入端連接正弦波信號發(fā)生器,所述正弦波信號發(fā)生器連接加法器的第一輸入端,加法器的第二輸入端連接三角波信號發(fā)生器,加法器的輸出端連接所述激光控制器,所述原子氣室的第二端通過第二1/4波片連接反射鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,步驟1中包括:利用激光器和電光調(diào)制器產(chǎn)生頻率滿足87rb原子d1線且滿足兩基態(tài)超精細(xì)能級頻率差6.834ghz的雙色圓偏振光,所述d1線波長795nm,將可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器出射的795nm單色線偏振光通過受頻率大小為3.417ghz射頻信號控制的電光調(diào)制器使其調(diào)制成頻率符合377thz±3.417ghz雙色線偏振光,377thz對應(yīng)波長795nm,再由1/4波片將雙色線偏振光轉(zhuǎn)化為雙色圓偏振光。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,步驟2中包括:打開三角波信號發(fā)生器,將三角波信號輸入至激光控制器,使激光器頻率在一定范圍內(nèi)掃描,通過示波器觀察到利用相干布居捕獲cpt效應(yīng)產(chǎn)生的雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,步驟3中包括:在雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜中找到幅值大和線寬小的吸收峰頂點作為穩(wěn)頻點,選擇87rbd1線雙色無多普勒吸收光譜中基態(tài)能級fg=1和fg=2躍遷至激發(fā)態(tài)能級fe=2對應(yīng)的吸收峰,2個基態(tài)能級和1個激發(fā)態(tài)能級所構(gòu)成的cpt三能級系統(tǒng)不受磁場影響,當(dāng)泵浦光與檢測光為雙色圓偏振光反向傳播時,因兩者旋向相反而發(fā)生干涉相長,cpt吸收峰幅值達(dá)到最大,作為鎖頻點時色散信號斜率最大,因此在地磁場環(huán)境下,雙色圓偏振光多普勒吸收光譜仍然具有能夠用于激光穩(wěn)頻的幅值較大的吸收峰,穩(wěn)頻點確定后,調(diào)節(jié)激光器中心頻率使鎖頻點在周期信號的中心。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,步驟4中包括:打開正弦波信號發(fā)生器,通過加法器在三角波掃描信號上疊加正弦信號后輸出至激光控制器以對雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜進行調(diào)制,從而獲得調(diào)制后的雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜,同時將正弦波信號作為參考信號輸入至鎖相放大器,通過鎖相放大器解調(diào)將無多普勒吸收光譜信號轉(zhuǎn)化為色散信號,色散信號中的零點頻率對應(yīng)鎖頻點頻率,在獲得色散信號后,調(diào)節(jié)參考信號的幅值和頻率使鎖頻點處的無多普勒吸收光譜信號和色散信號都清晰可見。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,其特征在于,步驟4中包括以下公式:


技術(shù)總結(jié)
一種基于雙色圓偏振光無多普勒吸收光譜的激光穩(wěn)頻方法,在無多普勒吸收光路的基礎(chǔ)上通過雙色光產(chǎn)生相干布居捕獲CPT效應(yīng),降低鎖頻點處吸收峰線寬,進而提高色散信號的斜率,提升頻率系統(tǒng)的靈敏度和穩(wěn)定性;圓偏振光光譜信號吸收峰在地磁場下仍有較大幅值,不需要進行額外的磁屏蔽措施,從而簡化了光路結(jié)構(gòu),為小型化奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員:杜鵬程,霍憲陽,楊飛帆,李進
受保護的技術(shù)使用者:北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/9
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