【技术实现步骤摘要】
基于原子滤光器的拉曼激光光学系统及其滤光方法
本专利技术涉及原子干涉领域,尤其涉及一种基于原子滤光器的拉曼激光光学系统及其滤光方法,用于冷原子干涉仪。
技术介绍
原子干涉仪作为一种新型的高精度测量工具,已被应用于重力、重力梯度和转动的高精度测量,也被用于基础物理的研究,如验证等效原理,寻找引力波源等。原子干涉仪的小型化是原子干涉仪发展的趋势。美国斯坦福大学已经研制出小型原子干涉仪的原理样机,用于重力梯度测量和地球转动的测量。利用小型原子重力仪从太空描绘地球重力场和在太空检验弱等效原理的科学实验项目也正在稳步推进中。小型原子干涉仪将在资源勘探、环境监测和基础物理研究等方面发挥重要作用。拉曼激光光学系统对小型原子干涉仪来说非常关键。拉曼激光光学系统主要用于产生操纵原子形成干涉所需的拉曼激光。拉曼激光的性能直接决定原子干涉仪的测量精度、可靠性和环境适应性。拉曼激光的产生方案是影响拉曼激光的性能和拉曼激光光学系统的集成度和可靠性的主要因素。此外,减少光学器件数量、缩短光路也是提高拉曼激光性能和拉曼激光光学系统集成度和可靠性的另外一个重要的途径。目前,原子干涉仪的拉曼激光主要通过拍频锁相(OPLL)、电光调制器(EOM)调制和AOM移频方案产生。AOM移频方案产生拉曼激光的效率低并且对震动噪声敏感,不适合用于小型原子干涉仪。德国洪堡大学A.Peter研究小组为可搬运原子重力仪研制的集成光学系统采用拍频锁相方案。他们将两台独立的激光器进行拍频锁相来获得拉曼激光(M.Schmidtetal,ApplPhysB,102:11-18,2004),但该方案产生的拉曼激光的相位 ...
【技术保护点】
1.一种基于原子滤光器的拉曼激光光学系统,其特征在于:包括种子激光器单元(10)、激光分束单元(20)、激光调制单元(30)、原子滤光单元(40)、功率放大单元(50)和激光控制单元(60);种子激光器单元(10)和激光分束单元(20)前后交互,激光分束单元(20)将种子激光器单元(10)产生种子激光分为两束;激光分束单元(20)分别与激光调制单元(30)和原子滤光单元(40)交互,一束入射原子滤光单元(40),用于稳频;另一束入射激光调制单元(30),产生拉曼激光所需的两个频率成份;原子滤光单元(40)和激光调制单元(30)交互,滤除多余边带;原子滤光单元(40)、功率放大单元(50)和激光控制单元(60)依次交互,经过放大和控制,进入原子干涉仪的物理系统用于操纵冷原子。
【技术特征摘要】
1.一种基于原子滤光器的拉曼激光光学系统,其特征在于:包括种子激光器单元(10)、激光分束单元(20)、激光调制单元(30)、原子滤光单元(40)、功率放大单元(50)和激光控制单元(60);种子激光器单元(10)和激光分束单元(20)前后交互,激光分束单元(20)将种子激光器单元(10)产生种子激光分为两束;激光分束单元(20)分别与激光调制单元(30)和原子滤光单元(40)交互,一束入射原子滤光单元(40),用于稳频;另一束入射激光调制单元(30),产生拉曼激光所需的两个频率成份;原子滤光单元(40)和激光调制单元(30)交互,滤除多余边带;原子滤光单元(40)、功率放大单元(50)和激光控制单元(60)依次交互,经过放大和控制,进入原子干涉仪的物理系统用于操纵冷原子。2.按权利要求1所述的基于原子滤光器的拉曼激光光学系统,其特征在于:所述的激光调制单元(30)包括依次交互的激光调制二分之一波片(31)、第1光纤耦合器(32)、电光调制器(33)和第2光纤耦合器(34)。3.按权利要求1所述的基于原子滤光器的拉曼激光光学系统,其特征在于:所述的原子滤光单元(40)包括依次交互的原子滤光二分之一波片(41)、原子滤光器(42)和光电探测器(43);原子滤光器(42)包括第1格兰泰勒偏振棱镜(421)、第1磁场线圈(4221)、第2磁场线圈(4222)、加热线圈(423)、碱金属原子蒸气泡(424)和第2格兰泰勒偏振棱镜(425);第1格兰泰勒偏振棱镜(421)、第1磁场线圈(4221)、碱金属原子蒸气泡(424)、第2磁场线圈(4222)和第2格兰泰勒偏振棱镜(425)依次交互,在碱金属原子蒸气泡(424)外设置有加热线圈(423)。4.按权利要求1所述的基于原子滤光器的拉曼激光光学系统,其特征在于:所述的激光功率放大单元(50)包括依次交互的第1光隔离器(51)、激光功率放大二分之一波片(52)、激光功率放大器(53和)第2光隔离器(54)。5.按权利要求1-4所述的基于原子滤光器的拉曼激光光学系统的滤光方法,其特征在于:①获得红失谐的拉曼激光的滤光方法:A、选取原子滤光器(42)的透射谱调节原子滤光器(42)的温度、磁场使原子滤光器(42)有4个透射率在80%以上的透射峰,第1透射峰和第3透射峰的频率间隔约为原子...
【专利技术属性】
技术研发人员:王玉平,令维军,赵小龙,邢永忠,赵利民,刘晓斌,师应龙,刘勤,
申请(专利权)人:天水师范学院,
类型:发明
国别省市:甘肃,62
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