申请/专利权人：北京大学;浙江法拉第激光科技有限公司

申请日：2022-05-06

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN115021061B

主分类号：H01S3/107

分类号：H01S3/107;H01S3/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.09.23#实质审查的生效;2022.09.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于原子共振跃迁高稳定度、低噪声光生微波装置及方法，包括：双频法拉第激光模块，用于选模和滤光，输出双频激光；稳频模块，用于将双频激光中的一个激光频率锁定至相应的原子跃迁谱线，激光频率的锁定参考真正溯源；锁相环模块，用于锁定单腔双频激光同时输出产生的拍频信号；双频法拉第激光模块包括：镀增透膜二极管、双频法拉第反常色散原子滤光器、光学耦合输出镜以及压电陶瓷；所述镀增透膜二极管发出的宽带荧光中仅有两个特定频率的光通过双频法拉第反常色散原子滤光器后垂直入射至光学耦合输出镜，通过光学耦合输出镜的第一反射光，沿原路返回至镀增透膜二极管，形成光学谐振腔，实现两个激光模式的输出。

主权项：1.一种基于原子共振跃迁高稳定度、低噪声光生微波装置，其特征在于，所述装置包括：双频法拉第激光模块，用于选模和滤光，输出双频激光；稳频模块，用于将双频激光中的一个激光频率锁定至相应的原子跃迁谱线，激光频率的锁定参考真正溯源；锁相环模块，用于锁定单腔双频激光同时输出产生的拍频信号；其中，双频法拉第激光模块包括：镀增透膜二极管、双频法拉第反常色散原子滤光器、光学耦合输出镜以及压电陶瓷；所述镀增透膜二极管发出的宽带荧光中仅有两个特定频率的光通过双频法拉第反常色散原子滤光器后垂直入射至光学耦合输出镜，通过光学耦合输出镜的第一反射光，沿原路返回至镀增透膜二极管，形成光学谐振腔，实现两个激光模式的输出；其中，调节双频法拉第激光模块时，在第一格兰泰勒棱镜后放置光功率计，旋转准直透镜使得镀增透膜二级管发射的荧光最大限度透过第一格兰泰勒棱镜的中心，且透过第一铯原子气室的中心；放置光学耦合输出镜和压电陶瓷，使得镀增透膜二极管发出的荧光垂直入射至耦合输出镜中心并沿原路返回至镀增透膜二极管；放置第二格兰泰勒棱镜，使得入射光和经耦合输出镜反射回来的光均透过其中心，设定第一铯原子气室的温度，使得特定频率的光发生偏转，形成激光经光学耦合输出镜输出；在光学耦合输出镜后放置光隔离器，在光隔离器后设置光功率计，调整光隔离器的入射面和出射面自带的偏振片，使得光通过光隔离器后输出功率最大；通过第一12波片的中心后通过第一偏振分光棱镜的中心，将入射光变为两束传播方向垂直的第一透射光和第一反射光；经第一偏振分光棱镜中心的反射光通过第二12波片中心，入射至第二偏振分光棱镜中心后，入射光变为两束传播方向垂直的第二透射光和第二反射光；调节稳频模块时，第二透射光经第一反射镜，透过第二铯原子气室中心后入射至第三偏振分光棱镜中心，由第一光电探测器进行探测；第二反射光经第三12波片中心、电光调制器中心、第四12波片的中心后，经第二反射镜入射至第三偏振分光棱镜中心，经反射使得第四反射光与第二透射光合束；第二12波片用于调节第二透射光和第二反射光的光强比例；第三12波片用于将第二反射光的偏振态由S偏振改为P偏振，第四12波片用于将经电光调制器调制后的光偏振态由P偏振改为S偏振；调节锁相环模块时，第一透射光经第五12波片后，入射至第四偏振分光棱镜中心，第一透射光变为传播方向垂直的第三透射光和第三反射光；第三反射光由第二光电探测器探测，而后通过鉴相器鉴相，将鉴相获得的误差信号输入至第二伺服控制器；第五12波片用于调节第三透射光和第三反射光的光强比例；依据第一伺服控制器和第二伺服控制器进行双频激光中任一频率锁定、两个激光模式频率之差的锁定，获得光生微波信号。

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