级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置制造方法及图纸

级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，包括，第一激光器，分光镜；分光镜将第一激光器发出的信号光分为第一光束和第二光束；在第一光束的光路中，依次设置有第一格兰泰勒棱镜、第二反射镜、第一Cs原子蒸汽室、第三反射镜、第二格兰泰勒棱镜和第一探测器；第二反射镜的一侧设置有第二激光器，第三反射镜的一侧设置有第三激光器；第一格兰泰勒棱镜和第二格兰泰勒棱镜的偏振方向相互垂直；第一Cs原子蒸汽室外部设置有磁场屏蔽盒，磁场屏蔽盒内设有磁铁；在第二光束的光路中，依次设置有第二Cs原子蒸汽室和第二探测器。本实用新型专利技术采用两个级联的激光器可以实现将Cs原子从基态泵浦到低激发态，提供了更多实现ESFADOF的方案，且方法不唯一。

Faraday anomalous dispersion filter device for cesium excited state of cascaded laser

A Faraday anomalous dispersion filter device for the excited state of cesium atom in a cascade laser includes a first laser, a spectroscope; a spectroscope divides the signal light emitted by the first laser into a first beam and a second beam; and in the light path of the first beam, a first Gran Taylor prism, a second mirror and a first Cs atom evaporation are arranged in turn. The vapor chamber, the third mirror, the second Grand Taylor prism and the first detector are arranged on one side of the second mirror, the second laser and the third laser are arranged on the other side of the second mirror, the polarization direction of the first Grand Taylor prism and the second Grand Taylor prism are perpendicular to each other, and the outer part of the first Cs atomic vapor chamber is provided with a magnetic field. The shielding box is provided with a magnet in the magnetic shielding box, and the second Cs atomic vapor chamber and the second detector are successively arranged in the light path of the second beam. The utility model adopts two cascaded lasers to pump Cs atoms from ground state to low excited state, and provides more schemes for realizing ESFADOF, and the method is not unique.

【技术实现步骤摘要】
级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置
本技术属于激光光谱测量领域，涉及一种级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置。
技术介绍
滤光器是指从强背景光中提取微弱的有用信号光的器件，在自由空间光通信、雷达、光遥感等领域滤光环节发挥着极其重要的作用。传统滤光器一般包括五种：原子共振滤光器，双折射滤光器，法布里-珀罗干涉滤光器，可调谐声光滤光器和法拉第反常色散原子滤光器（简称FADOF）。其中FADOF由于其突出的优点脱颖而出。它具备窄带宽、高透射率、大视场角、高噪声抑制比的特性，滤光效果好；具备响应速度快的优点，可以应用于实时成像；制成的器件具有小型化特征，可以集成在大型器件当中，方便使用；而且工作波长和通带宽度可在一定的范围内调谐。传统的FADOF频率受限于原子的基态与激发态，现在研发出来的激发态法拉第反常色散滤波器（ESFADOF）可工作于原子激发态与激发态之间，大大拓展了滤波器的工作频率范围。一般设计ESFADOF的关键是将基态原子激发到低激发态。一般的方法是用一个对应波长的激光器将原子从基态激发到低激发态，由于从基态到低激发态的波长的唯一性，决定了此方法的唯一性。本专利提出一种新的解决方案--用两个激光器级联来实现将基态原子泵浦到低激发态，实现低激发态上原子的布局数。可以先泵浦到某一高激发态，然后原子自发辐射到低激发态。由于原子能级丰富，这样可设计发方法就很多，用不同波长的激光器级联即可，大大拓展了设计ESFADOF的渠道。
技术实现思路
本技术目的是提供一种级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，为此，本技术采用以下技术方案。级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，其特征在于，所述装置包括，第一激光器，分光镜；所述分光镜将所述第一激光器发出的信号光分为第一光束和第二光束；在所述第一光束的光路中，依次设置有第一格兰泰勒棱镜、第二反射镜、第一Cs原子蒸汽室、第三反射镜、第二格兰泰勒棱镜和第一探测器；所述第二反射镜的一侧设置有第二激光器，所述第三反射镜的一侧设置有第三激光器；所述第二激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室，所述第三激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室；所述第一光束经所述第一格兰泰勒棱镜起偏后，穿过所述第一Cs原子蒸汽室，经过所述第二格兰泰勒棱镜后，由所述第一探测器接收；所述第一格兰泰勒棱镜和所述第二格兰泰勒棱镜的偏振方向相互垂直；所述第一Cs原子蒸汽室外部设置有磁场屏蔽盒，所述磁场屏蔽盒内部设置有磁铁，所述磁铁在所述磁场屏蔽盒内形成纵向均匀磁场；在所述第二光束的光路中，依次设置有第二Cs原子蒸汽室和第二探测器；所述第一光束穿过所述第二Cs原子蒸汽室，由所述第二探测器接收。优选的，所述第一激光器为3614nm外腔半导体激光器。优选的，所述第二激光器为894nm外腔半导体激光器或1359nm外腔半导体激光器。优选的，所述第三激光器为894nm外腔半导体激光器或1359nm外腔半导体激光器。优选的，所述第一激光器、第二激光器、第三激光器的功率为20mw，发射出的光束直径为2mm，线宽小于1MHz，连续调谐大于10GHz。优选的，所述第一Cs原子蒸汽室和所述第二Cs原子蒸汽室由永磁铁所形成稳恒磁场。优选的，所述第一Cs原子蒸汽室和所述第二Cs原子蒸汽室的长度为5cm，直径为3cm。与现有技术相比较，本技术的有益效果是：级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置是采用两个级联的激光器可以实现将Cs原子从基态泵浦到低激发态，这种新方法提供了更多实现ESFADOF的方案，且方法不唯一。附图说明图1是本技术的级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置的结构示意图。图2是本技术的85Rb能级示意图。附图标记说明：1、第一激光器；2、第二激光器；3、第三激光器；4、分光镜；5、第一格兰泰勒棱镜；6、第二反射镜；7、第一Cs原子蒸汽室；8、第三反射镜；9、第二格兰泰勒棱镜；10、第一探测器；11、第二Cs原子蒸汽室；12第二探测器；13、磁场屏蔽盒。具体实施方式下面详述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示，级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，包括第一激光器1，分光镜4；所述分光镜4将所述第一激光器1发出的信号光分为第一光束和第二光束；在所述第一光束的光路中，依次设置有第一格兰泰勒棱镜5、第二反射镜6、第一Cs原子蒸汽室7、第三反射镜8、第二格兰泰勒棱镜9和第一探测器10；所述第二反射镜6的一侧设置有第二激光器2，所述第二激光器2发出的信号光由所述第二反射镜6反射穿过所述第一Cs原子蒸汽室7；所述第三反射镜8的一侧设置有第三激光器3，所述第三激光器3发出的信号光由所述第三反射镜8反射穿过所述第一Cs原子蒸汽室7；所述第一光束经所述第一格兰泰勒棱镜5起偏后，穿过所述第一Cs原子蒸汽室7，经过所述第二格兰泰勒棱镜9后，由所述第一探测器10接收；所述第一格兰泰勒棱镜5和所述第二格兰泰勒棱镜9的偏振方向相互垂直；在所述第二光束的光路中，依次设置有第二Cs原子蒸汽室11和第二探测器12；所述第一光束穿过所述第二Cs原子蒸汽室11，由所述第二探测器接收12。本实施例中，第一激光器为3614nm外腔半导体激光器，第二激光器为894nm外腔半导体激光器（也可以是1359nm外腔半导体激光器），第三激光器为1359nm外腔半导体激光器（也可以是894nm外腔半导体激光器）。信号光由3614nm的外腔半导体激光器产生，经分光镜4分成两束，一束经第二Cs原子蒸汽室11，与铯原子相互作用后被第二探测器12（第二探测器可以是光电探测器）接收，接收到的吸收谱用作频率标定；另一束经第一格兰泰勒棱镜5起偏，变成线偏振光，穿过处在稳恒磁场中的第一Cs原子蒸汽室7，该磁场可由两个放在气泡两侧的永久磁铁产生，经过第二格兰泰勒棱镜9（偏振方向与第一格兰泰勒棱镜5垂直），最后被第一探测器10接收。第一格兰泰勒棱镜5和第二格兰泰勒棱镜9的消光比高达105:1。894nm外腔半导体激光器和1359nm外腔半导体激光器分别由对应的第二反射镜6和第三反射镜8反射对打穿过第一Cs原子蒸汽室7，起到间接泵浦的作用。第一Cs原子蒸汽室7外部设置有磁场屏蔽盒13，磁场屏蔽盒内部设置有磁铁，所述磁铁在所述磁场屏蔽盒内形成纵向均匀磁场。铯泡长度5cm，外面包裹着加热片，用来加热铯泡气室，温度在室温到300℃连续可调，温标精度0.2℃。永磁铁放置在铯泡四周，通过调节其与铯泡的距离来调节磁场的大小。由于整个装置在厘米的量级，可以近似认为铯泡处在均匀磁场中。为了消除外磁场对实验的影响，为ESFADOF滤光装置外加了磁场屏蔽盒。外腔半导体激光器波长分别为894nm、1359nm、3614nm，功率均为20mw，发射出的光束直径为2mm，线宽小于1MHz，连续调谐大于10GHz；所用的探测器为3614nm两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，其特征在于，所述装置包括，第一激光器，分光镜；所述分光镜将所述第一激光器发出的信号光分为第一光束和第二光束；在所述第一光束的光路中，依次设置有第一格兰泰勒棱镜、第二反射镜、第一Cs原子蒸汽室、第三反射镜、第二格兰泰勒棱镜和第一探测器；所述第二反射镜的一侧设置有第二激光器，所述第三反射镜的一侧设置有第三激光器；所述第二激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室，所述第三激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室；所述第一光束经所述第一格兰泰勒棱镜起偏后，穿过所述第一Cs原子蒸汽室，经过所述第二格兰泰勒棱镜后，由所述第一探测器接收；所述第一格兰泰勒棱镜和所述第二格兰泰勒棱镜的偏振方向相互垂直；所述第一Cs原子蒸汽室外部设置有磁场屏蔽盒，所述磁场屏蔽盒内部设置有磁铁，所述磁铁在所述磁场屏蔽盒内形成纵向均匀磁场；在所述第二光束的光路中，依次设置有第二Cs原子蒸汽室和第二探测器；所述第一光束穿过所述第二Cs原子蒸汽室，由所述第二探测器接收。

【技术特征摘要】
1.级联激光器铯原子激发态法拉第反常色散滤波器装置，其特征在于，所述装置包括，第一激光器，分光镜；所述分光镜将所述第一激光器发出的信号光分为第一光束和第二光束；在所述第一光束的光路中，依次设置有第一格兰泰勒棱镜、第二反射镜、第一Cs原子蒸汽室、第三反射镜、第二格兰泰勒棱镜和第一探测器；所述第二反射镜的一侧设置有第二激光器，所述第三反射镜的一侧设置有第三激光器；所述第二激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室，所述第三激光器发出的信号光由所述第二反射镜和所述第三反射镜反射对打穿过所述第一Cs原子蒸汽室；所述第一光束经所述第一格兰泰勒棱镜起偏后，穿过所述第一Cs原子蒸汽室，经过所述第二格兰泰勒棱镜后，由所述第一探测器接收；所述第一格兰泰勒棱镜和所述第二格兰泰勒棱镜的偏振方向相互垂直；所述第一Cs原子蒸汽室外部设置有磁场屏蔽盒，所述磁场屏蔽盒内部设置有磁铁，所述磁铁在所述磁场屏蔽盒内形成纵向均匀磁场；在所述第二光束的光路中，依次设置有第二Cs原子蒸汽室和第二探测器；所述第一光束穿过所述第二Cs原子蒸汽室，由所述第二探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌俐，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33