[发明专利]混合气体多波段原子滤光器及其方法

权利要求书

1.一种混合气体多波段原子滤光器，其特征在于，包括：

一种基于混合气体多波长原子滤光器，其包括：

一个具有混合碱金属铷原子和铯原子的玻璃气室(3)；

两个在光的偏振方向上互相垂直正交的第一格兰泰勒棱镜(1)和第二格兰泰勒棱镜(5)，这一对棱镜对分别放置于所述混合碱金属铷原子和铯原子的玻璃气室(3)两侧，并且正对所述碱金属原子玻璃气室(3)，所述混合碱金属铷原子和铯原子玻璃气室(3)中的铷铯混合气体原子可与激光产生充分的法拉第旋光作用；

一个稳定的磁场源，用于对所述混合碱金属铷原子和铯原子玻璃气室(3)产生一强度变化的梯度磁场，所述梯度磁场的磁场方向平行于光传播方向；以及

一个温度控制电路系统，用于控制所述混合碱金属铷原子和铯原子的玻璃气室(3)的稳定温度。

2.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述第一格兰泰勒棱镜(1)与第二格兰泰勒棱镜(5)是具有起偏和检偏功能的器件，分别放置于混合碱金属铷原子和铯原子玻璃气室(3)的两侧，两个格兰泰勒棱镜平行，其所在平面与光传播方向垂直；两个格兰泰勒棱镜的偏振方向互相垂直，以使在没有激光与原子相互作用时，没有光能从第二格兰泰勒棱镜(5)出射。

3.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述稳定的磁场源由第一环形永久磁铁(2)和第二环形永久磁铁(4)产生定态磁场，强度分布稳定的磁场沿光传播方向。

4.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述稳定的磁场源由螺旋线圈产生。

5.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述温度控制电路系统包括加热部分和测温部分，用于稳定系统工作时混合碱金属原子蒸汽的温度，其加热部分对混合铷原子和铯原子玻璃气室(3)进行加热，并保证没有原子凝结到混合铷原子和铯原子玻璃气室(3)的玻璃端面上阻碍光通过；测温部分紧贴混合铷原子和铯原子玻璃气室(3)进行温度测量。

6.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述光学器件材质为玻璃或石英。

7.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述原子泡的材质为玻璃或石英。

8.根据权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器，其特征在于：所述温度控制电路系统用加热丝或加热芯片方式加热，用热敏电阻或热电偶测温。

9.一种权利要求1所述的混合气体多波段原子滤光器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)利用一充有混合碱金属铷原子和铯原子的玻璃气室(3)、第一格兰泰勒棱镜(1)、第二格兰泰勒棱镜(5)、一磁场源和一温度控制系统；

2)调节优化好所述两个格兰泰勒棱镜或偏振片的偏振方向至交理想的的互相正交垂直位置；

3)将激光经过第一格兰泰勒棱镜(1)，到达处于磁场中的混合碱金属铷原子和铯原子玻璃气室(3)，接着通过第二格兰泰勒棱镜(5)，并得到出射的应用测试光束；

4)利用温度控制电路系统对所述混合碱金属铷原子和铯原子的玻璃气室进行温度控制，达到滤光器的效果在420nm、455nm、780nm、795nm、852nm、894nm波长处协同最优的效果；

5)调节优化磁场源的大小与梯度，达到滤光器的效果在420nm、455nm、780nm、795nm、852nm、894nm波长处协同最优的效果。

10.根据权利要求9所述的混合气体多波段原子滤光器方法，其特征在于：步骤1)中所述混合铷原子和铯原子玻璃气室(3)内充入铷原子气体与铯原子气体，同时混充惰性气体。