【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光，具体涉及一种高信噪比的调制转移稳频光路装置。
技术介绍
1、在自由运转状态下，激光器的性能易受外部环境因素如温度、气压、振动和噪声等的影响，这些因素会导致谐振腔的几何长度和腔内介质折射率发生变化，进而引起频率的抖动，影响激光器的稳定性，使其难以满足特定应用的精准要求。为了保障激光波长的稳定性，采用稳频技术成为必要手段。该技术的核心在于将激光器的输出频率锁定至一个稳定的参考频率，通常是选定的原子或分子跃迁谱线。
2、在众多稳频技术中，包括原子双向色性稳频技术（davll）、偏振光谱法、频率调制法、pound-drever-hall（pdh）法、饱和吸收光谱法和调制转移光谱（mts）法等均有广泛应用。特别地，调制转移光谱（mts）法在提供稳频解决方案时显示出独特优势。mts法能够产生与四波混频类似的效应，将泵浦光的调制信息有效地转移到探测光束中，该信息随后由光电探测器捕获，并在解调过程中生成所需的误差信号。由于调制转移过程仅在多普勒速度为零的原子或分子间发生，解调得到的误差信号不包含多普勒噪声，从而减少了直接对激光器施加调制可能引入的附加噪声。mts法因其高灵敏度、高分辨率、误差信号斜率高等特性，以及对温度和功率波动的低敏感性，成为激光稳频的理想选择。
3、在冷原子测量技术的应用中，调制转移稳频光路发挥着至关重要的作用。为了实现更高的误差信号信噪比，目前的技术方案通常包括扩大光束的直径和延长原子气室的长度。然而，这些方法面临着一些技术挑战。
4、特别是，由于声光调制器和电光调制
5、此外，增加原子气室长度的做法也限制了稳频光路小型化的可能性。这些技术难题亟待解决，以便推动冷原子测量技术的进一步发展和应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是根据现有技术的不足，提供一种具有显著优势的高信噪比的调制转移稳频光路装置。
2、为了实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，包括光源部分和稳频光路等；所述的光源部分采用内部透镜前后位置可以微调的光纤准直器，光纤准直器后方的光路上设置有45°反射镜，45°反射镜后方的稳频光路包括1/2波片和偏振分光棱镜pbs，由偏振分光棱镜pbs引出的探测光光路上依次设置有原子气室和两个角锥反射镜，偏振分光棱镜pbs引出的泵浦光光路上依次设置有1/2波片、45°反射镜、电光调制器、45°反射镜和1/2波片，两光路汇聚点设置有偏振分光棱镜pbs，偏振分光棱镜pbs后方依次设置有45°反射镜、稳频光路透镜和光电探测器；所述的pd是光电探测器，还包括设置在45°反射镜前侧或后侧的1/2波片和偏振分光棱镜pbs。
3、所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，还包括设置在光源部分和稳频光路之间的移频光路，所述的移频光路采用常见的声光调制器doublepass光路装置，包括顺序排列的1/2波片、偏振分光棱镜pbs、声光调制器，1/4波片、移频光路透镜和0度反射镜，让光束两次通过声光调制器获得移频，然后进入原子气室和电光调制器中。
4、所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其声光调制器和0度反射镜距离移频光路透镜的距离均与移频光路透镜的焦距接近。
5、所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其原子气室是常见的碱金属原子气室，如铷原子气室等，气室的两个表面镀增透膜、窗口倾斜角为2到3°。
6、所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其电光调制器是相位调制器，共振频率为10mhz左右。
7、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采用略为发散的准平行光束，显著扩大光束与原子的相互作用面积，显著提升了稳频系统的鲁棒性。此外本专利技术巧妙地应用了折叠光路设计，不仅实现了光束作用长度的倍增，还在不增加系统体积的前提下，提高了频率稳定性，这些创新性改进对于增强稳频光路的鲁棒性、促进集成化设计，以及在精密测量领域中的应用，都具有实用价值。
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1.一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于：包括光源部分（1）和稳频光路（3）；所述的光源部分（1）采用内部透镜（12）前后可调的光纤准直器（11），光纤准直器（11）后方设置有45°反射镜（6），45°反射镜（6）后方的稳频光路（3）包括1/2波片（4）和偏振分光棱镜PBS（5），由偏振分光棱镜PBS（5）引出的探测光光路上依次设置有原子气室（31）和两个角锥反射镜（7），偏振分光棱镜PBS（5）引出的泵浦光光路上依次设置有1/2波片（4）、45°反射镜（6）、电光调制器（32）、45°反射镜（6）和1/2波片（4），两光路汇聚点设置有偏振分光棱镜PBS（5），偏振分光棱镜PBS（5）后方依次设置有45°反射镜（6）、稳频光路透镜（33）和光电探测器（34）；还包括设置在45°反射镜（6）前侧或后侧的1/2波片（4）和偏振分光棱镜PBS（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于，还包括设置在光源部分（1）和稳频光路（3）之间的移频光路（2），所述的移频光路（2）采用包括顺序排列的1/2波片（4）、偏振分光棱镜PBS（5）
3.根据权利要求2所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于，所述的声光调制器（32）和0度反射镜（24）距离移频光路透镜（23）的距离均与移频光路透镜（23）的焦距接近。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于，所述的原子气室（31）是两个表面镀增透膜、窗口倾斜角为2～3°的铷原子气室。
5.根据权利要求4所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于，所述的电光调制器（32）是共振频率10MHz的相位调制器。
...【技术特征摘要】
1.一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，其特征在于：包括光源部分（1）和稳频光路（3）；所述的光源部分（1）采用内部透镜（12）前后可调的光纤准直器（11），光纤准直器（11）后方设置有45°反射镜（6），45°反射镜（6）后方的稳频光路（3）包括1/2波片（4）和偏振分光棱镜pbs（5），由偏振分光棱镜pbs（5）引出的探测光光路上依次设置有原子气室（31）和两个角锥反射镜（7），偏振分光棱镜pbs（5）引出的泵浦光光路上依次设置有1/2波片（4）、45°反射镜（6）、电光调制器（32）、45°反射镜（6）和1/2波片（4），两光路汇聚点设置有偏振分光棱镜pbs（5），偏振分光棱镜pbs（5）后方依次设置有45°反射镜（6）、稳频光路透镜（33）和光电探测器（34）；还包括设置在45°反射镜（6）前侧或后侧的1/2波片（4）和偏振分光棱镜pbs（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高信噪比的调制转移稳频光路装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长庚，周超，陈新文，刘和平，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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