原子多普勒展宽峰激光锁频装置及包括其的锁频激光器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110364926A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201810252527.1(22)申请日2018.03.26(71)申请人中国科学院物理研究所地址100190北京市海淀区中关村南三街8号(72)发明人杨江陵杜鹏程王如泉(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280代理人王勇李科(51)Int.Cl.H01S3/13(2006.01)H01S5/0687(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称原子多普勒展宽峰激光锁频装置及包括其的锁频激光器(57)摘要本发明提供了一种原子多普勒展宽峰激光锁频装置及包括其的锁频激光器，所述原子多普勒展宽峰激光锁频装置包括分束装置，其用于将可调谐激光器射出的激光分出第一激光；位于所述第一激光的光路上的原子气室；光电探测器，其用于将从所述原子气室透射的第一激光转换为电信号；锁相放大器，其接收所述光电探测器输出的电信号并输出误差信号；以及负反馈控制器，其用于根据所述锁相放大器输出的误差信号锁定所述可调谐激光器射出的激光的频率。本发明的锁频装置光路相对简单，无大功耗设备，稳定性和可操作性大大提高；光路的搭建更为简单、降低了成本，为产业化提供了有利条件。CN110364926ACN110364926A权利要求书1/1页1.一种用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，包括：分束装置，其用于将可调谐激光器射出的激光分出第一激光；位于所述第一激光的光路上的原子气室；光电探测器，其用于将从所述原子气室透射的第一激光转换为电信号；锁相放大器，其接收所述光电探测器输出的电信号并输出误差信号；以及负反馈控制器，其用于根据所述锁相放大器输出的误差信号锁定所述可调谐激光器射出的激光的频率。2.根据权利要求1所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述负反馈控制器根据所述锁相放大器输出的误差信号以调节所述可调谐激光器射出的激光的频率为所述原子气室的原子跃迁频率。3.根据权利要求2所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述负反馈控制器使得所述锁相放大器输出的误差信号在零附近。4.根据权利要求1所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述锁相放大器还输出调制信号至所述可调谐激光器的注入电流上，所述调制信号的频率高于所述误差信号的频率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述分束装置为偏振分束棱镜。6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述分束装置为格兰泰勒棱镜。7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述负反馈控制器为比例积分微分控制器。8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述可调谐激光器为外腔半导体激光器，所述负反馈控制器输出的电压施加在外腔半导体激光器的压电陶瓷上。9.根据权利要求8所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置，其特征在于，所述压电陶瓷用于调节所述可调谐激光器的激光管选模的外腔腔长。10.一种锁频激光器，其特征在于，包括：可调谐激光器；以及如权利要求1至9中任一项所述的用于可调谐激光器的原子多普勒展宽峰激光锁频装置。2CN110364926A说明书1/5页原子多普勒展宽峰激光锁频装置及包括其的锁频激光器技术领域[0001]本发明涉及激光器领域，特别涉及一种原子多普勒展宽峰激光锁频装置及包括其的锁频激光器。背景技术[0002]在原子物理实验研究和精密仪器开发中，关键技术是将激光的频率锁定在所选择的原子的谱线上。[0003]目前主要有两种激光锁频方案，一种是多普勒线宽的饱和吸收锁频装置，另一种是DichroicAtomicVaporLaserLock(DAVLL，二向色原子蒸汽激光锁频装置)。[0004]图1是现有技术的多普勒线宽的饱和吸收锁频装置的结构示意图。如图1所示，外腔半导体激光器11射出的激光经过二分之一波片101后入射到偏振分束棱镜12上，偏振分束棱镜12将S偏振激光121反射以备用，且将P偏振激光122透射。P偏振激光122经过二分之一波片102后入射到偏振分束棱镜13上。偏振分束棱镜13将P偏振激光122的一部分激光1221反射，且将另一部分激光1222透射到反射镜151上。激光1221作为探测光，其经过二分之一波片103后入射到填充有铷原子的原子气室14中，从原子气室14射出的激光1221从偏振分束棱镜16透射并入射到