一种小型无本底饱和吸收光谱装置及其系统和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种小型无本底饱和吸收光谱装置及其系统和控制方法。本发明专利技术采用三棱镜，泵浦光通过原子气室激发多普勒吸收光谱，出射后入射至三棱镜的入射面反射形成第一探测光，与泵浦光反向且共线，并经第一反射面和第二反射面反射后，形成第二探测光进入原子气室，从原子气室出射后的第一探测光和第二探测光相减后形成无本底饱和吸收光谱；本发明专利技术解决了原有机械结构复杂而且庞大的问题，简化光路结构，可以将整个消多普勒本底饱和吸收光谱装置集成在30mm*50mm*20mm的盒子内；同时，由于机械结构简单，光路便于调谐，使其机械稳定性大幅提高，从而应用更为广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子
，具体涉及一种用于激光稳频的小型无本底饱和吸收光谱装置及其系统和控制方法。
技术介绍
随着半导体激光器技术的发展，半导体激光器已经广泛应用于精密测量、激光冷却、光纤通信、激光光谱、量子频标、俘获、激光探测等前沿科研领域。激光器的稳频技术是半导体激光器的核心技术。常用的半导体激光器稳频方案是利用原子或分子的饱和吸收光谱，将激光器的频率锁定在原子的超精细能级的跃迁谱线或分子的振转能级谱线上。由于原子和分子的共振频率稳定性优于激光器自由运转的频率稳定性，这种方法可以提高激光器的频率稳定性。如图1所示，当一束频率扫描的激光作为探测光B经过原子气室，由于原子气体有速度分布，不同速度的原子感受到得激光频率不同，原子对激光的吸收光谱存在多普勒展宽；当同频、强度较高的泵浦光A与探测光B在空间中合束，且方向相反时，光谱信号上出现了多个透射峰。原因是：对于探测光方向上速度为零的原子，当泵浦光和探测光与原子的同一个超精细能级跃迁共振时，强的泵浦光使原子在基态的布居减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型无本底饱和吸收光谱装置，其特征在于，所述光谱装置包括：种子光源、分光仪、原子气室、第一三棱镜、第一和第二光电探测器；其中，所述第一三棱镜的最大顶角为第一顶角，与第一顶角相对的侧面为入射面，第一顶角两边的侧面分别为第一反射面和第二反射面，入射面为低反射高透射面，第一反射面为高反射低透射面，第二反射面为低反射高透射面；所述种子光源发出的种子光经分光仪后，一部分作为主光透射出，另一部分光作为泵浦光进入原子气室，激发原子吸收形成具有多普勒展宽的吸收光谱；泵浦光从原子气室出射后，入射至第一三棱镜的入射面；通过调节第一三棱镜的俯仰角和夹角，使得泵浦光与入射面垂直；经低反射高透射的入射面后，小部分光...

【技术特征摘要】
1.一种小型无本底饱和吸收光谱装置，其特征在于，所述光谱装置包括：种子光源、分光仪、
原子气室、第一三棱镜、第一和第二光电探测器；其中，所述第一三棱镜的最大顶角为第
一顶角，与第一顶角相对的侧面为入射面，第一顶角两边的侧面分别为第一反射面和第二
反射面，入射面为低反射高透射面，第一反射面为高反射低透射面，第二反射面为低反射
高透射面；所述种子光源发出的种子光经分光仪后，一部分作为主光透射出，另一部分光
作为泵浦光进入原子气室，激发原子吸收形成具有多普勒展宽的吸收光谱；泵浦光从原子
气室出射后，入射至第一三棱镜的入射面；通过调节第一三棱镜的俯仰角和夹角，使得泵
浦光与入射面垂直；经低反射高透射的入射面后，小部分光经入射面反射作为第一探测光，
返回原子气室，与泵浦光反向同线，产生具有多个透射峰的吸收光谱；大部分光经入射面
透射进入第一三棱镜，经高反射低透射的第一反射面反射后，又经第二反射面反射后，从
入射面透射出第一三棱镜，作为第二探测光进入原子气室，产生多普勒展宽光谱；经原子
气室后的第一探测光和第二探测光分别由第一光电探测器和第二光电探测器接收，其中第
一探测光产生的为含有多普勒展宽的饱和吸收光谱信号，第二探测光产生了多普勒展宽光
谱信号，经减法器后，形成无本底饱和吸收光谱。
2.如权利要求1所述的光谱装置，其特征在于，所述第一三棱镜为透明的材料，第一反射面
的表面镀有高反膜，形成高反射低透射面；第二反射面和入射面不做处理，形成低反射高
透射面。
3.如权利要求1所述的光谱装置，其特征在于，通过调节泵浦光与第一三棱镜的第一顶角的
高所在的直线之间的距离，调节第一探测光与第二探测光之间的距离。
4.如权利要求1所述的光谱装置，其特征在于，所述第一顶角在80～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胤，熊炜，陈徐宗，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11