[实用新型]基于原子气体的红外光图像探测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于原子气体的红外光图像探测系统，包括：第一半导体激光器，用产生第一泵浦光；第二半导体激光器，用于产生第二泵浦光；铷泡，红外光、所述第一泵浦光和第二泵浦光配置为射向该铷泡，以基于铷原子系综的非线性四波混频转换，产生并射出可见光；可见光相机，设置于可见光射出的光路上，以探测该可见光。本实用新型的系统可以实现对红外光在可见光波段的探测。

技术领域

本实用新型涉及红外光探测系统，进一步涉及一种基于原子气体的红外光图像探测系统。

背景技术

科学家们发现，基于量子力学和经典信息原理的量子通信在远距离的安全通信方面具有特别的优势：具有绝对的安全性。量子通信在国防和军事上具有广阔的应用前景，它的绝对安全性能够保证用户的信息不被侦查，它已经渐渐改变了人类的生活和发展。量子通讯技术代表了未来通讯技术发展的战略性方向，因而从它诞生起就成为世界各国关注的研究焦点。原子系综作为光与物质相互作用的基本单元之一，它可以作为量子通信中的存储单元、频率转换单元以及频率调制器等等，因此，利用原子系综实现频率转换器件是现在国际上研究红外光探测的热点。

原子系综包括各种碱金属元素构成的冷原子系综、热原子系综和掺杂稀土元素的晶体材料。基于铷原子系综的原子密度较大，因而具有较高的光学厚度。冷原子系综主要通过激光冷却与囚禁技术获得，技术比较成熟，易于操控。但由于原子温度低，运动速度小，因而由原子之间的碰撞和原子扩散引起的消相干效应弱。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于原子气体的红外光图像探测系统，以至少部分解决以上所述的技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供一种基于原子气体的红外光图像探测系统，包括：

第一半导体激光器，用产生第一泵浦光；

第二半导体激光器，用于产生第二泵浦光；

铷泡，红外光、所述第一泵浦光和第二泵浦光配置为射向该铷泡，以基于铷原子系综的非线性四波混频转换，产生并射出可见光；

可见光相机，设置于可见光射出的光路上，以探测该可见光。

在进一步的方案中，还包括具有空间结构图像的玻璃片，其设置于红外光射向铷泡的光路上。

在进一步的方案中，所述玻璃片为USAF空间分辨率卡。

在进一步的方案中，所述第一泵浦光的波长为铷原子共振谱5S_1/2(F＝3)-5P_3/2(F＝3)。

在进一步的方案中，所述第二泵浦光的波长调节为铷原子跃迁5P3/2(F＝3)-4D5/2(F＝4)。

在进一步的方案中，所述第一泵浦光或第二泵浦光的方向角b与所述红外光的方向角a满足b＝2a。

在进一步的方案中，还包括加热器，用于加热所述铷泡。

在进一步的方案中，还包括第一透镜F1，设置于红外光摄像铷泡的光路上，所述USAF空间分辨率卡设置在透镜F1的反向焦点位置，以垂直90°方向插入于光路中。

在进一步的方案中，还包括第二透镜F2，设置于可见光射出的光路上，且位于铷泡和可见光相机之间。

在进一步的方案中，所述第一半导体激光器和第二半导体激光器各自包括用于调节光频率的压电陶瓷。

(三)有益效果

本实用新型提供一种基于兼并四波混频的红外图像转成可见波段的系统。