A method of saturated absorption spectroscopy based on multiple reflections is proposed, which is based on the dense multiple reflections of laser in the atomic gas chamber. A pair of left and right staggered reflecting devices are placed on the front and back sides of the atomic gas chamber. There is a certain angle between the normal direction of the reflecting device and the horizontal direction. The angle between the devices makes the reflected light from sparse to dense, so that the forward and reverse light in the dense region will overlap in the atomic chamber. The saturated absorption spectra of the reference gases in the atomic chamber are generated by the absorption spectra of both forward and backward incident pumping light in the overlapping region. The method can simplify the device of saturated absorption spectrum, make the small gas chamber work at room temperature, improve the integration degree and long-term stability of the device, and have the characteristics of simple structure, small volume and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法
本专利技术涉及激光器频率稳定领域,尤其涉及一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法。
技术介绍
近年来,随着半导体激光频率稳定技术的快速发展,稳频激光器得以在原子钟、原子磁力仪、冷原子干涉陀螺仪、核磁共振陀螺仪、量子模拟等方向获得重要的应用。其中利用原子超精细能级结构的亚多普勒饱和吸收光谱,将激光器的频率稳定在原子超精细能级的共振跃迁线,是获得频率稳定的激光光源最常用的方法之一。但该稳频方法需要将激光泵浦光和探测光分光路、分光强、偏振转变、分光路探测等操作,需要多个光学元器件,其中不乏一些比较昂贵元器件。这也带来了多个问题,比如多元器件会引入额外的系统噪声;装置体积大,不易于集成;成本高等缺点。另外在小型化原子气室中实现饱和吸收光谱需要增加额外的加热电路,增加了系统的功耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷,提供了一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法,通过单束激光在原子气室中的多次反射,在反射光路中出现正向光和反向光交叉重叠,在重叠区域有正向入射的泵浦光也有反向入射的吸收光,最后由光电探测器探测出射激光光强,由此实现原子气室中参考气体的饱和吸收光谱。该方法减少了光学器件个数,有效降低了由元器件产生的额外噪声;由于多次反射增加激光传输光程,可减小对原子密度的要求,即省去了小型原子气室加热电路,降低了功耗;该方法精简了昂贵的精密光学器件,有效压缩了成本,是一种可小型化、低成本、易于集成、非加热的饱和吸收光谱方法。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的:一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法, ...
【技术保护点】
1.一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:打开外腔可调谐激光器,使激光处于频率扫描状态,保证激光平行于水平面出射;步骤二:将红外视频镜头架于原子气室(3)上部,观察原子气室(3)内荧光发射;将光电探测器(4)与示波器连接;步骤三:将第一反射装置(1)、第二反射装置(2)左右错开分别放置于原子气室(3)的前后两侧;使激光贴着第二反射装置(2)的边缘入射进原子气室(3)内,并在第一反射装置(1)反射;调整第一反射装置(1)的法线在水平面内与入射激光之间的夹角α,使入射激光在第一反射装置(1)、第二反射装置(2)之间发生多次反射;调整第一反射装置(1)、第二反射装置(2)的夹角β,直到在红外视频镜头的显示器中观察到激光反射从入射激光一侧开始先疏后密;步骤四:固定激光入射方向和第一反射装置(1)的位置,改变第一反射装置(1)和第二反射装置(2)的法线在水平面内的夹角β,在红外视频镜头的显示器中观察荧光发射,使激光沿第一反射装置(1)的边缘射出,调整光电探测器(4)的位置探测激光光强;步骤五:通过示波器观察多次反射后的饱和吸收光谱,反复调节夹角α、夹角β,使饱 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于多次反射实现饱和吸收光谱的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:打开外腔可调谐激光器,使激光处于频率扫描状态,保证激光平行于水平面出射;步骤二:将红外视频镜头架于原子气室(3)上部,观察原子气室(3)内荧光发射;将光电探测器(4)与示波器连接;步骤三:将第一反射装置(1)、第二反射装置(2)左右错开分别放置于原子气室(3)的前后两侧;使激光贴着第二反射装置(2)的边缘入射进原子气室(3)内,并在第一反射装置(1)反射;调整第一反射装置(1)的法线在水平面内与入射激光之间的夹角α,使入射激光在第一反射装置(1)、第二反射装置(2)之间发生多次反射;调整第一反射装置(1)、第二反射装置(2)的夹角β,直到在红外视频镜头的显示器中观察到激光反射从入射激光一侧开始先疏后密;步骤四:固定激光入射方向和第一反射装置(1)的位置,改变第一反射装置(1)和第二反射装置(2)的法线在水平面内的夹角β,在红外视频镜头的显示器中观察荧光发射,使激光沿第一反射装置(1)的边缘射出,调整光电探测器(4)的位置探测激光光强;步骤五:通过示波器观察多次反射后的饱和吸收光谱,反复调节夹角α、夹角β,使饱和吸收光谱谱线清晰,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王鹏程,李洁,李嘉华,魏小刚,
申请(专利权)人:北京航天控制仪器研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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