[发明专利]一种用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置

说明书

本发明涉及一种用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置，包括激光光源、分光镜、原子气室、亥姆霍兹线圈、反射镜、四分之一波片、检偏器、第一光电探测器和第二光电探测器，其中激光光源发出的激光通过分光镜分成两路，其中一路激光向外出射，另外一路激光通过原子气室后到达反射镜，经反射镜反射后沿原光路返回，依次经过原子气室、分光镜、四分之一波片后到达检偏器，检偏器将激光分成两路偏振方向垂直的激光，由第一光电探测器和第二光电探测器分别接收，本发明增强了亚多普勒DAVLL光谱的稳定性和集成性，显著提高相关具体应用的精度、稳定度和集成度。

技术领域

本发明涉及激光器频率稳定领域，具体涉及一种用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置。

背景技术

近年来，随着激光光源的不断发展，激光器已成为基础物理研究、精密测量和惯性导航等领域的重要组成部分。对于量子模拟、量子计算、原子钟、光钟、原子磁力仪、冷原子干涉陀螺仪、SERF陀螺仪和核磁共振陀螺仪等具体应用，频率稳定的激光光源都是核心部件。由于工作温度和工作电流的影响，自由运转的激光器的频率是不稳定的。利用原子的超精细能级结构光谱，将激光器的频率稳定在所需的共振跃迁线，是获得频率稳定的激光光源最为基本的手段。亚多普勒DVALL(dichroic atomic vapor laser lock)光谱就是上述具体应用中最为常用的原子超精细能级结构光谱之一。

亚多普勒DVALL光谱是利用取向磁场中原子气体的双色性而获得的原子吸收光谱。由于泵浦光和探测光的同偏振态要求和光强差异，亚多普勒DAVLL光谱存在相当数量用于偏振控制、光强控制、分束和合束的光学元件。过多的光学元件，引入了更多的噪声，增加了稳频光谱的空间体积，降低了稳频光谱的稳定性和集成性，影响了相关具体应用的精度、稳定度和集成度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置，解决用于偏振控制、光强控制、分束和合束的光学元件所带来的问题，增强了亚多普勒DAVLL光谱的稳定性和集成性，显著提高相关具体应用的精度、稳定度和集成度。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置，包括激光光源、分光镜、原子气室、亥姆霍兹线圈、反射镜、四分之一波片、检偏器、第一光电探测器和第二光电探测器，其中反射镜、原子气室、分光镜、四分之一波片、检偏器和第二光电探测器依次排布，亥姆霍兹线圈缠绕在原子气室外表面，且反射镜、原子气室、分光镜、四分之一波片、检偏器、第二光电探测器和亥姆霍兹线圈的中心位于同一光轴，第一光电探测器设置在检偏器一侧，且第一光电探测器与检偏器的中心所在直线与所述光轴垂直，激光光源位于分光镜的一侧；

所述激光光源发出的激光通过分光镜分成两路，其中一路激光向外出射，另外一路激光通过原子气室后到达反射镜，经反射镜反射后沿原光路返回，依次经过原子气室、分光镜、四分之一波片后到达检偏器，检偏器将激光分成两路偏振方向垂直的激光，由第一光电探测器和第二光电探测器分别接收。

在上述用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置中，分光镜为非偏振分束器件，分光镜的分光比为1：9-1：99。

在上述用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置中，反射镜为全反射镜或部分反射镜。

在上述用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置中，全反射镜的反射率为99％，所述部分反射镜的反射率为10％-90％。

在上述用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置中，原子气室内封装铷原子、铯原子、钠原子或钾原子，未加入缓冲气体，提供原子光谱的非线性工作介质。

在上述用于亚多普勒DAVLL光谱的反射式集成装置中，激光光源采用外腔式可调谐半导体激光器，输出偏振态为线偏振的激光。