基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法及系统，包括：调节抽运光激光器的频率以使透过原子气室的第一抽运激光的光强最小；调节检测光激光器的频率以使透过原子气室的第一检测激光的光强最小；频率基准激光、第二抽运激光和第二检测激光共同进入FP腔，对FP腔施加设定扫场电压，检测频率基准激光、第二抽运激光和第二检测激光的共振透射信号，根据第二抽运激光与频率基准激光之间的透射峰位置差值对抽运激光进行稳频，根据第二检测激光与频率基准激光之间的透射峰位置差值对检测激光进行稳频。应用本发明专利技术的技术方案，以解决现有技术中饱和吸收稳频法只能锁定在对应的原子跃迁谱线附近且会引入额外频率噪声的技术问题。声的技术问题。声的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法及系统


[0001]本专利技术涉及原子磁强计
，尤其涉及一种基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法及系统。

技术介绍

[0002]原子磁强计的基本工作原理是通过光泵浦将原子极化，并通过检测自旋极化的拉莫尔进动来完成对磁场、惯性的测量，其中用来极化原子的泵浦激光和用来检测信号的探测激光是其中的重要器件。激光器的频率的稳定性直接关系到这类量子传感器的灵敏度和精度。而通常自由运转的激光器由于外界环境的不稳定,其频率会随时间波动，从而导致量子传感器探测信号输出的波动。目前，最常用的激光稳频方案——基于电流调制的饱和吸收稳频法，会对激光器引入额外的频率噪声，而且只能锁定在对应的原子跃迁谱线附近。而原子磁强计、陀螺仪由于工作温度通常在100℃以上，需要将泵浦激光锁定在偏移共振谱线6
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8GHz的位置，而探测激光为了减小光学厚度，更是需要锁定在偏移共振谱线100GHz左右的位置。因此，需要一种可以实现在大失谐位置处的频率稳定方案来解决这一问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法，其特征在于，所述基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法包括：抽运光激光器(10)发出的抽运激光经第一偏振分束器(20)后分为第一抽运激光和第二抽运激光，所述第一抽运激光进入原子气室(50)以对所述原子气室(50)内的碱金属原子进行抽运，调节所述抽运光激光器(10)的频率以使透过所述原子气室(50)的所述第一抽运激光的光强最小；检测光激光器(30)发出的检测激光经第二偏振分束器(40)后分为第一检测激光和第二检测激光，所述第一检测激光进入所述原子气室(50)，调节所述检测光激光器(30)的频率以使透过所述原子气室(50)的所述第一检测激光的光强最小；频率基准激光器(100)生成设定频率的频率基准激光，所述频率基准激光、所述第二抽运激光和所述第二检测激光共同进入FP腔(60)，通过信号发生器(110)对FP腔(60)施加设定扫场电压，扫描所述FP腔(60)的腔长，检测所述频率基准激光、所述第二抽运激光和所述第二检测激光的共振透射信号，根据所述第二抽运激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值对抽运激光进行稳频，根据所述第二检测激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值对检测激光进行稳频。2.根据权利要求1所述的基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法，其特征在于，根据所述第二抽运激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值对抽运激光进行稳频具体包括：根据所述第二抽运激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值计算获取所述第二抽运激光的实时频率；将所述第二抽运激光的实时频率与抽运激光设定频率阈值范围相比对，当所述第二抽运激光的实时频率超出所述抽运激光设定频率阈值范围时，调整所述抽运光激光器(10)发出的抽运激光的频率以使所述第二抽运激光的实时频率处于所述抽运激光设定频率阈值范围内，完成对抽运激光的稳频。3.根据权利要求1所述的基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法，其特征在于，根据所述第二检测激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值对检测激光进行稳频具体包括：根据所述第二检测激光与所述频率基准激光之间的透射峰位置差值计算获取所述第二检测激光的实时频率；将所述第二检测激光的实时频率与检测激光设定频率阈值范围相比对，当所述第二检测激光的实时频率超出所述检测激光设定频率阈值范围时，调整所述检测光激光器(30)发出的检测激光的频率以使所述第二检测激光的实时频率处于所述检测激光设定频率阈值范围内，完成对检测激光的稳频。4.根据权利要求3所述的基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法，其特征在于，经所述FP腔(60)锁定后的所述抽运激光和所述检测激光的线宽均可通过调节所述FP腔(60)的精细度和自由光谱范围进行调节。5.一种基于FP腔稳频的原子磁强计稳频系统，其特征在于，所述原子磁强计稳频系统使用如权利要求1至4中任一项所述的基于FP腔稳频的原子磁强计稳频方法进行激光稳频。6.根据权利要求5所述的基于FP腔稳频的原子磁强计稳频系统，其特征在于，所述原子磁强计稳频系统包括抽运光激光器(10)、第一偏振分束器(20)、检测光激光器(30)、第二偏振分束器(40)、原子气室(50)、FP腔(60)、第一光电探测器(70)、第二光电探测器(80)、第三光电探测器(90)、频率基准激光器(100)、信号发生器(110)、抽运激光控制器(120)、检测激光控制器(130)和控制处理器(140)，所述抽运光激光器(10)发出的抽运激光经过所述第一
偏振分束器(20)后分为第一抽运激光和第二抽运激光，所述第一抽运激光进入所述原子气室(50)以对所述原子气室(50)内的碱金属原子进行抽运，所述检测光激光器(30)发出的检测激光经过所述第二偏振分束器(40)后分为第一检测激光和第二检测激光，所述第一检测激光进入所述原子气室(50)，所述第一光电探...

【专利技术属性】
技术研发人员：万双爱，卜文浩，秦杰，董世超，孙晓光，郭宇豪，田晓倩，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：