基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，该系统采用保偏空芯光纤代替传统管道空间光路将激光器输出的偏振激光束输入到磁强计原子气室，利用光纤耦合器、扩束准直输出端帽实现高效率激光传输、准直扩束。通过三段空芯光纤构成抽运/检测激光的传输装置，实现对气室碱金属原子的极化抽运以及信号检测。本发明专利技术具有结构简单、激光传输稳定性好、系统噪声低的特点，空芯光纤超低时延、超低损耗、高保偏性能的特点适用于磁强计激光传输，且光纤直径小、受外界环境影响低，能解决当前磁强计系统装置中磁屏蔽桶开孔过大、空气对流影响光路的技术问题，对于提升SERF原子磁强计的测量灵敏度具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统
本专利技术属于光纤激光
，尤其涉及一种基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统。
技术介绍
目前SERF(SpinExchangeRelaxationFree，无自旋弛豫交换)原子磁强计因对抽运/检测激光的光频率、光偏振态的特殊要求，广泛采用自由空间光路搭建抽运/检测激光光路；另一方面，实现碱金属原子的SERF态需要环境磁场强度足够小，高性能磁屏蔽桶能实现nT量级的磁屏蔽效果。但为了实现抽运/检测激光精确进入气室，传统的管道式空间光路需要在多层磁屏蔽桶上开孔，激光通过横穿桶壁开孔的管道实现传输，为此磁屏蔽桶壁开孔直径需要保持在2—4公分，而较大开孔直径不仅对磁屏蔽桶多层孔加工对准工艺要求高，更重要的是会直接影响到磁屏蔽桶的屏蔽性能，桶内剩磁强度不理想会极大影响到SERF磁强计的灵敏度。同时，为了避免光路管道中空气对流对管内传输激光产生波动影响，需要保证管道内的真空环境，除了对管道密闭性要求高，真空泵工作时给系统额外带来的机械振动也会影响到磁强计系统灵敏度的提升。保偏空芯光纤具有保偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，其特征在于，包括抽运光激光器、检测光激光器、偏振器件、光纤耦合器、保偏空芯光纤、输出端帽、磁屏蔽桶和碱金属原子气室等。抽运光激光器、检测光激光器分别输出抽运激光、检测激光经偏振器件获得相应偏振态后，由光纤耦合器耦合进入保偏空芯光纤中，抽运激光、检测激光再经由保偏空芯光纤穿过磁屏蔽桶传输到系统内部，通过保偏空芯光纤末端的输出端帽抵达碱金属原子气室，实现原子极化；透射过碱金属原子气室的检测激光由光纤耦合器收集到另一端保偏空芯光纤中，将透射的检测激光输出到磁屏蔽桶外部的光电传感器进行数据分析，实现信号检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，其特征在于，包括抽运光激光器、检测光激光器、偏振器件、光纤耦合器、保偏空芯光纤、输出端帽、磁屏蔽桶和碱金属原子气室等。抽运光激光器、检测光激光器分别输出抽运激光、检测激光经偏振器件获得相应偏振态后，由光纤耦合器耦合进入保偏空芯光纤中，抽运激光、检测激光再经由保偏空芯光纤穿过磁屏蔽桶传输到系统内部，通过保偏空芯光纤末端的输出端帽抵达碱金属原子气室，实现原子极化；透射过碱金属原子气室的检测激光由光纤耦合器收集到另一端保偏空芯光纤中，将透射的检测激光输出到磁屏蔽桶外部的光电传感器进行数据分析，实现信号检测。


2.如权利要求1所述基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，其特征在于，所述保偏空芯光纤与输入端的光纤耦合器、输出端的输出端帽均为熔接，构成磁屏蔽桶外部激光进入系统内部的激光传输装置。


3.如权利要求2所述基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，其特征在于，所述磁屏蔽桶五层屏蔽层的正交中心方向均开有直径约5-8毫米的同心圆孔，供保偏空芯光纤激光传输装置穿过屏蔽层进入系统内部。


4.如权利要求1所述基于保偏空芯光纤的SERF原子磁强计激光光路系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学文，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：浙江;33