【技术实现步骤摘要】
一种用于SERF超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统
本专利技术涉及激光稳频
，尤其涉及一种用于SERF超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统。
技术介绍
量子精密极弱磁场测量是量子精密测量的一个重要发展方向，对基础物理学研究、计量基准、生命科学、脑科学、空间科学与地质科学等多个领域具有重要意义。当自旋交换率足够快，并且外磁场趋向于零时，自旋交换弛豫机制可以被充分抑制甚至关闭，此时原子处于无自旋交换弛豫状态。基于无自旋交换弛豫(SERF)原子磁场测量装置是目前低频灵敏度最高的一种。相比其它种类的原子磁强计，SERF原子磁场测量装置实现了在高原子密度条件下对自旋交换弛豫的充分抑制，从而解决了原子密度与原子自旋横向弛豫时间之间的矛盾，因而可以大大提升灵敏度。原子自旋极化率的稳定性直接影响到SERF超高灵敏原子自旋惯性和磁场测量标度因素的稳定性，而半导体激光器对原子自旋的光抽运是实现超高灵敏原子自旋惯性磁场测量的前提。半导体激光器的频率会直接影响激光与原子的相互作用，通常没有经过特殊的稳频手段处理、自由运转1h的半...
【技术保护点】
1.一种用于SERF超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统，其特征在于，包括可调谐无多普勒原子二向色性激光稳频系统和激光频率监控光路系统两部分；/n所述可调谐无多普勒原子二向色性激光稳频系统包括外腔半导体抽运激光器、抽运激光光电隔离器、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、PID控制单元、恒温箱、第一吸收池、第一四分之一波片、第四偏振分光棱镜、第一光电探测器、第一反射镜、第三偏振分光棱镜、饱和吸收频率参考单元、钾原子气室、分光棱镜、第四反射镜、第二光电探测器、差分放大器和数据采集单元；/n其中，外腔半导体抽运激光器输出的激光通过抽运激光光电隔离器转换为线偏振光，进行光束整形扩束后...
【技术特征摘要】
1.一种用于SERF超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统，其特征在于，包括可调谐无多普勒原子二向色性激光稳频系统和激光频率监控光路系统两部分；
所述可调谐无多普勒原子二向色性激光稳频系统包括外腔半导体抽运激光器、抽运激光光电隔离器、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、PID控制单元、恒温箱、第一吸收池、第一四分之一波片、第四偏振分光棱镜、第一光电探测器、第一反射镜、第三偏振分光棱镜、饱和吸收频率参考单元、钾原子气室、分光棱镜、第四反射镜、第二光电探测器、差分放大器和数据采集单元；
其中，外腔半导体抽运激光器输出的激光通过抽运激光光电隔离器转换为线偏振光，进行光束整形扩束后，由第一偏振分光棱镜分为两束，第一束进入饱和吸收频率参考单元，作为频率稳定参考，第二束由第二偏振分光棱镜再次分为两束，第一束进入缠绕线圈的钾原子气室和恒温箱，第二束经由第三偏振分光棱镜再次将光束分为两束，第一束进入激光频率监控光路系统，第二束进行频率偏移后将线偏振光变成圆偏振光，产生偏移的一级光经过第一反射镜沿入射返回，再将圆偏振光变成线偏振光，经过分光棱镜进行分光，一束进入第一吸收池吸收，另一束进入缠绕线圈的钾原子气室和恒温箱，从而消除由第二偏振分光棱镜分出的第一光束进行饱和吸收的多普勒展宽；
从第二偏振分光棱镜分出的第一束光束看作由强度相同、旋转方向相反的两束正交圆偏振光组成，通过第一四分之一波片和第四偏振分光棱镜将第二偏振分光棱镜分出的第一束光束分成左旋圆偏振光束和右旋圆偏振光束，其中一束直接进入第一光电探测器，另外一束经第四反射镜进入第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器将光信号转化为电压信号并通过差分放大器做差后，通过数据采集单元将反馈信号送入PID控制单元，PID控制单元与外腔半导体抽运激光器连接，从而控制激光输出频率；
所述激光频率监控光路系统包括第二反射镜、氦氖激光器和波长计；
其中，由第三偏振分光棱镜分出的第一束光束，经过第二反射镜的反射，进入波长计，测得激光频率；同时，氦氖激光器发出的光束也进入波长计，作为频率参考，由数据采集单元采集数据，从而实现实时监控激光频率的波动。
2.根据权利要求1所述的一种用于SERF超高灵敏磁场测量装置的激光稳频系统，其特征在于，从第...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴越，丁铭，陆吉玺，孙畅，李学文，张宁，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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