一种高效率光纤耦合原子气室探头及其制作方法技术

本发明专利技术涉及量子微波测量领域，具体涉及一种高效率光纤耦合原子气室探头及其制作方法，包括第一端口、第二端口、第三端口、原子气室、二向色镜，其中，第一端口为耦合光输入端口、第二端口分别为探测光输入端口，第三端口为探测光输出端口；本发明专利技术公开的高效率原子气室探头通过集成二向色镜，实现长波长的探测光输出端口和短波长的耦合光输入端口的光纤分离传输，且长波长的探测光与短波长的耦合光使用相应波长的渐变折射率透镜，克服了现有的光纤耦合原子气室探头效率不高的问题，对长波长的探测光具有较高的传输效率，该探头可广泛应用于可移动、便携式量子微波测量系统，支撑量子微波测量系统在通信、雷达等电子信息领域的应用。雷达等电子信息领域的应用。雷达等电子信息领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率光纤耦合原子气室探头及其制作方法


[0001]本专利技术涉及量子微波测量领域，具体涉及一种高效率光纤耦合原子气室探头及其制作方法。

技术介绍

[0002]基于里德堡原子的量子微波测量技术具有无扰动、可溯源、自校准的优点，在微波电场强度计量、射频接收等领域具有较大的应用潜力。目前，基于里德堡原子的量子微波测量系统主要是依托光学平台进行搭建，发展可移动、便携式的量子微波测量系统是一个重要的研究方向，其中，要突破的关键技术之一是光纤耦合原子气室探头。2018年，美国国家标准和技术研究所(Simons M T,Gordon J A,Holloway C L.Fiber
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coupled vapor cell for a portable Rydberg atom
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based radio frequency electric field sensor[J].Applied Optics,2018,57(22):6456
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6460.)公开了一种面向电场计的两端口光纤耦合原子气室探头，这种原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率光纤耦合原子气室探头，用于基于里德堡原子的量子微波测量系统，其特征在于：一种高效率光纤耦合原子气室探头，用于基于里德堡原子的量子微波测量系统，包括第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、原子气室(4)、二向色镜(5)，其中，第一端口(1)为耦合光输入端口、第二端口(2)分别为探测光输入端口，第三端口(3)为探测光输出端口；原子气室(4)是封闭结构的玻璃器皿，用于填充碱金属原子气体，碱金属原子受激光照射后跃迁至里德堡态；二向色镜(5)用于对探测光实现透射传输，对耦合光实现反射传输，即第一端口(1)输入的耦合光经过二向色镜(5)偏转90度后入射至原子气室(4)，第二端口(2)输入的探测光经过原子气室(4)、二向色镜(5)后入射至第三端口(3)输出，其中，在原子气室(4)中传输的耦合光光束、探测光光束处于同一直线上对向传输且二者光束具有一致的偏振方向。2.一种根据权利要求1所述高效率光纤耦合原子气室探头，其特征在于：采用的碱金属原子包括铯或铷。3.一种根据权利要求2所述高效率光纤耦合原子气室探头，其特征在于：采用铯原子时，第一端口(1)输入的耦合光波长为509～511nm，第二端口(2)输入的探测光、第三端口(3)输出的探测光波长均为850～852nm；采用铷原子时，第一端口(1)输入的耦合光波长为479～481nm，第二端口(2)输入的探测光、第三端口(3)输出的探测光波长均为779～781nm。4.一种根据权利要求2所述高效率光纤耦合原子气室探头，其特征在于：对于采用不同碱金属原子填充的原子气室，二向色镜(5)的工作波长应相应调整。5.一种根据权利要求4所述高效率光纤耦合原子气室探头，其特征在于：采用铯原子时，二向色镜(5)的透射光波长为850～852nm，反射光波长是509～511nm；采用铷原子时，二向色镜(5)的透射光波长为779～781nm，反射光波长是479～481nm。6.一种根据权利要求1至5任一项所述高效率光纤耦合原子气室探头，其特征在于：第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)所采用的光纤是具有光束准直输出功能的单模保偏光纤。7.一种权利要求1所述高效率光纤耦合原子气室探头的制作方法，其特征在于，该方法分为以下步骤：S1将第一激光器连接至第一端口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：林沂，毛瑞棋，刘燚，安强，付云起，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：