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一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:42444218 阅读:22 留言:0更新日期:2024-08-16 16:51
本发明专利技术公开了一种基于纳秒脉冲激光器获得脉冲里德堡原子光谱的方法,包括两台激光器提供的两束激光、原子气室及探测器。激光器输出激光分别为耦合光和探测光,耦合光和探测光分别经过波片和偏振分光棱镜共线反向传输穿过原子气室,出射的探测光用来探测。该实验方案基于里德堡原子的阶梯型能级结构和纳秒脉冲激光系统,实现可控速度群原子的里德堡态激发,通过电磁诱导透明光谱实现不同速度群里德堡原子量子态探测。基于此发展的原子梳状光谱可以调控里德堡态原子布居,为基于原子系统的电场和磁场测量提供光谱技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光光谱领域和量子光学领域,具体是一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置和方法


技术介绍

1、里德堡原子临近量子态跃迁频率覆盖射频、微波、太赫兹频段,其广泛应用于基本物理参数测量、高精度电磁场传感等领域。

2、里德堡原子的电磁感应透明光谱可以在室温气室原子中获得窄线宽光谱,基于里德堡的这种光谱技术已广泛应用于电磁场测量领域。为了提高里德堡原子布居,在基本的光学泵浦基础上,人们又发展了射频、微波泵浦、空间分离泵浦等技术手段。对于室温气室的热原子系统,多普勒速度分布远大于泵浦激光线宽,单个波长激光只能实现很窄速度群原子的布居,快速频率扫描又受到渡越展宽限制。

3、常规电磁感应透明光谱通过多波长激光泵浦来增加传感原子数量,由于双光子共振激发的要求以及激发光场的空间几何限制,该方法通常只能实现特定速度群原子的里德堡态布居,难以增加里德堡态的原子布居数。


技术实现思路

1、针对现有技术中只能实现特定速度群原子的里德堡态布居,无法将多普勒速度群原子激发至里德堡态的问题,本专利技术提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于,包括:探测激光单元、泵浦激光单元、SAS激光稳频单元、参考光谱激光稳频单元、第一原子气室(16);

2.根据权利要求1所述的一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于:SAS激光稳频单元包括锁相放大器(17)和比例积分放大器(18),连续激光器(1)发出的连续激光经第一偏振分光棱镜(4)分光后,其中一部分输入锁相放大器(17)得到锁频误差信号,然后经比例积分放大器(18)对信号放大后反馈至连续激光器(1)的电流以及压电陶瓷端进而对连续激光器(1)的激光频率进行锁定。

3.根据权利要求2所述的一种获得脉冲里德堡原子...

【技术特征摘要】

1.一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于,包括:探测激光单元、泵浦激光单元、sas激光稳频单元、参考光谱激光稳频单元、第一原子气室(16);

2.根据权利要求1所述的一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于:sas激光稳频单元包括锁相放大器(17)和比例积分放大器(18),连续激光器(1)发出的连续激光经第一偏振分光棱镜(4)分光后,其中一部分输入锁相放大器(17)得到锁频误差信号,然后经比例积分放大器(18)对信号放大后反馈至连续激光器(1)的电流以及压电陶瓷端进而对连续激光器(1)的激光频率进行锁定。

3.根据权利要求2所述的一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于:所述参考光谱激光稳频单元包括第六二分之一波片(19)、第三聚焦透镜(20)、第一双色镜(21)、第二原子气室(22)、第二双色镜(23)、第一高反镜(24)、第二高反镜(25)以及第一光电探测器(28),第一双色镜(21)为连续光高反射率和脉冲光高透射率镜片,第二双色镜(23)为连续光高透射率和脉冲光高反射率镜片,第一高反镜(24)、第二高反镜(25)都为脉冲光高反射率镜片,所述连续激光器(1)发出的连续激光经所述第二偏振分光棱镜(6)分光后,一部分经过第六二分之一波片(19)、第三聚焦透镜(20)、第一双色镜(21)输入至第二原子气室(22),由脉冲激光器(9)发出的脉冲激光经第三偏振分光棱镜(13)、第二高反镜(25)、第一高反镜(24)、第二双色镜(23)后输入至第二原子气室(22),其中进入第二原子气室(22)的连续激光和脉冲激光对向传输,连续激光经过第二原子气室(22)和第二双色镜(23)后入射至第一光电探测器(28),第一光电探测器(28)将相应的光信号转化为电信号后反馈至脉冲激光器(9)的电流以及压电陶瓷端进行频率锁定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种获得脉冲里德堡原子光谱的装置,其特征在于:所述第一原子气室(16)的光路上分别设有第三双色镜(26)和第四双色镜(27),连续激光器(1)发出的连续激光经第一聚焦透镜(8)到达第三双色镜(26),脉冲激光器(9)发出的脉冲激光经第三聚焦透镜(15)到达第四双色镜(27),作为泵浦光的脉冲激光和作为探测光的连续激光对向传输...

【专利技术属性】
技术研发人员:何军蔡婷史鹏飞成永杰靳刚王杰英裴栋梁王军民
申请(专利权)人:山西大学
类型:发明
国别省市:

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