[发明专利]基于Rb原子420nm跃迁的超窄线宽原子滤光器

摘要

本发明涉及基于Rb原子420nm跃迁的超窄线宽原子滤光器，包括420nm半导体激光器，420nm半导体激光器电源，Rb原子蒸气室，温控系统，磁屏蔽盒，磁环H1、H2，半波片HWP1、HWP2，半反半透镜BS1、BS2，中性衰减片NDF1、NDF2，四分之一波片QWP，高反镜M1、M2，偏振分光棱镜PBS和光电探测器PD1、PD2；所述420nm半导体激光器最大输出功率为20mw，工作波长范围为414nm到420nm。本发明的有益效果是:同时采用饱和吸收效应、法拉第效应和光致圆二色性来获得更窄线宽的原子滤光器，实现了线宽为6.0MHz，透过率为2.1％的超窄线宽原子滤光器可应用于激光稳频、自由光通信、水下光通信、深空通信、遥感以及激光雷达等应用系统。

主权项

一种基于Rb原子420nm跃迁的超窄线宽原子滤光器，其特征在于：包括420nm半导体激光器，420nm半导体激光器电源，Rb原子蒸气室，温控系统，磁屏蔽盒，磁环H1、H2，半波片HWP1、HWP2，半反半透镜BS1、BS2，中性衰减片NDF1、NDF2，四分之一波片QWP，高反镜M1、M2，偏振分光棱镜PBS和光电探测器PD1、PD2；所述420nm半导体激光器最大输出功率为20mw，工作波长范围为414nm到420nm；所述Rb原子蒸气室的底部直径为25mm，长为5cm；所述Rb原子蒸气室内包括同位素87Rb和85Rb，含量分别为72.2％和27.8％；半反半透镜BS1、BS2，高反镜M1、M2均与入射光呈45°角放置，磁环H1、H2，半波片HWP1、HWP2，中性衰减片NDF1、NDF2，四分之一波片QWP，偏振分光棱镜PBS均垂直于入射光放置；420nm半导体激光器发射出线偏振光，经过半反半透镜BS1分成强弱两束光，其中较强的光作为泵浦光，较弱的光作为探测光，探测光和泵浦光可分别通过中性衰减片NDF1和NDF2来调节光强；当线偏振的泵浦光经过高反镜M1和四分之一波片QWP变为圆偏振光，经过高反镜M2和半反半透镜BS2之后以与探测光相反的方向与探测光重合，半波片HWP1用来调节泵浦光、探测光的功率大小，半波片HWP2改变探测光相对于偏振分光棱镜PBS的偏振方向，使得通过偏振分光棱PBS的两路信号，一路平行于探测光方向，一路垂直于探测光方向；偏振方向平行于探测光的一路信号被光电探测器PD1接收，是饱和吸收光谱信号，作为参考信号；垂直于探测光的一路信号被光电探测器PD2接收，是超窄线宽滤光信号；在Rb原子蒸气室两侧设置磁环H1、H2引入均匀磁场，Rb原子蒸气室和磁环位于磁屏蔽盒内。