[发明专利]一种基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统和方法

权利要求书

1.一种基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统，其特征在于，包括设置在待测温原子气室左侧的第一半透半反镜片和设置在所述待测温原子气室右侧的第一反射镜，所述第一反射镜通过第二偏振分光棱镜分别连接示波器和泵浦光激光器，所述第一半透半反镜片通过第一偏振分光棱镜连接检测光激光器，所述第一半透半反镜片通过光谱对照气室连接所述示波器，所述示波器连接计算机；

所述泵浦光激光器依次通过第二隔离器和第二半波片连接所述第二偏振分光棱镜，所述第二偏振分光棱镜与所述示波器之间设置有第一光电探测器；

所述检测光激光器依次通过第一隔离器和第一半波片连接所述第一偏振分光棱镜；

所述光谱对照气室的左侧设置有第二半透半反镜片，所述光谱对照气室的右侧设置有分光窗口，所述分光窗口通过第二反射镜连接所述第二半透半反镜片，所述第二半透半反镜片与所述示波器之间设置有第二光电探测器；

所述检测光激光器和所述泵浦光激光器分别独立调谐而导致检测光频率与饱和吸收的泵浦光频率不相等，使饱和吸收光谱中的交叉吸收峰移位，通过交叉吸收峰移动过程中的强度变化得出原子气室温度。

2.根据权利要求1所述的基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统，其特征在于，所述待测温原子气室位于加热筒内。

3.根据权利要求1所述的基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统，其特征在于，所述检测光激光器和所述泵浦光激光器均为半导体激光器，所述半导体激光器为DFB激光器。

4.根据权利要求1所述的基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统，其特征在于，所述分光窗口为不镀膜的玻璃窗口。

5.一种基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温方法，采用权利要求1-4之一所述的基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，调节泵浦光与检测光的两个激光光源，在示波器上看到待测温原子气室中的原子能级跃迁的精细能级谱线；

步骤B，调节泵浦光，使交叉吸收峰在光谱上移动，遍历光谱的多普勒展宽范围，用示波器记录并保存下移动过程中多个位置光谱数据；

步骤C，差分步骤B中饱和吸收光谱与纯吸收光谱，得到消多普勒光强信号；

步骤D，提取消多普勒信号中饱和吸收峰的信息，选择其中信号强度较大的交叉吸收峰作为观察对象，得到这个交叉吸收峰在不同位置的光强；

步骤E，采用高斯拟合所得到的峰值强度信息，从拟合系数中计算此时的温度；

步骤F，重复步骤B到步骤E得到多组数据取平均值，通过交叉吸收峰移动时强度变化来计算温度信息。

6.根据权利要求5所述的基于交叉吸收峰速度选择的原子气室测温方法，其特征在于，所述步骤A中待测温原子气室中的原子为铷⁸⁵Rb原子，所述能级跃迁为F＝2→F’，其中F为能级，F’为跃迁后的能级。