[实用新型]小型饱和吸收光谱装置

说明书

技术领域

本实用新型属于激光光谱技术领域，具体涉及到一种饱和吸收光谱装置。

背景技术

饱和吸收光谱是一种高灵敏、高分辨率的激光光谱，它为研究原子、分子的能级结构，测定原子、分子的未知参量及材料的分析与测试等方面提供了强有力的工具，并且随着光谱技术及测量精度的不断提高，显示出越来越重要的作用，在量子光学、冷原子、光通讯、激光频率稳定等方面有广泛的应用。

饱和吸收光谱需要用到3束激光，分别为抽运光、探测光和参考光。其中，探测光和抽运光在空间上路径重合相向传输与原子能级相互作用产生一路信号，参考光直接与原子作用后产生另一路信号，两路信号相减后获得饱和吸收光谱谱线。

饱和吸收谱的方法由K.B.MacAdam，A.Steinbach and C.Wieman在刊物Am.J.Phys.60(12)，1992，1092-1111首先提出。激光器发出的激光入射到厚波璃片上，前表面反射光作为参考光，后表面反射光作为探测光，透射光为抽运光。抽运光经过2个反射镜改变传输方向，与探测光重合，但传输方向相反。各个光电探测器分别把探测光和参考光光强信号转化为电流信号，经过差分放大器相减后输出，连接到示波器即可观察和记录饱和吸收谱。这种方法所用光学器件都是简单的器件，容易构建。但是，采用的两个反射镜来改变激光传输方向，需要占用很大的体积，不易实现小型化，无法在一些特殊的场合，如野外、空间等应用。

为了解决饱和吸收谱装置的小型化问题，专利申请号为200910053423.9的中国发明专利，公开了一种饱和吸收谱装置，其采用光楔产生所需的探测光和参考光来获得饱和吸收光谱。但是，由于参考光是抽运光的一部分反射而来的，不能准确地反应光谱的多普勒背景谱线，导致最后输出的饱和吸收光谱不能准确反映原子、分子的内部能级结构。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有饱和光谱吸收装置的不足，提供一种能够准确地输出饱和吸收光谱谱线的小型饱和吸收光谱装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底板上的左侧设置有激光器，激光器右侧激光出射的第一条水平光轴方向设置有二分之一波片，二分之一波片右侧第一条水平光轴方向设置有第一偏振分光棱镜，第一偏振分光棱镜的反射方向设置有第二偏振分光棱镜，第二偏振分光棱镜的左侧第二水平光轴方向设置有第二光电接收器，第一偏振分光棱镜的右侧和第二偏振分光棱镜右侧设置有样品池，样品池的右侧第一偏振分光棱镜的出射方向设置有第一光电接收器、第二偏振分光棱镜的直射光方向设置有四分之一波片，四分之一波片右侧第二条水平光轴方向设置有全反镜，底板的右侧设置有输入端与第一光电接收器和第二光电接收器的输出端相连的差分放大器，差分放大器的右侧设置有输入端与差分放大器的输出端相连的示波器。

本实用新型的第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜的消光比为500～1500∶1，第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜的镜面上真空蒸镀有8～12层硒化锌增透膜。

本实用新型的全反镜的镜面上真空蒸镀有4～6层三氧化二铝反射膜。

本实用新型的二分之一波片为零级波片，二分之一波片镜面上真空蒸镀有8～12层硒化锌增透膜，二分之一波片的中心波长与激光器发射的激光波长相同。

本实用新型的四分之一波片的镜面上真空蒸镀有8～12层硒化锌增透膜。

本实用新型采用偏振分光棱镜分光的方法，简化了系统光路，实现了饱和吸收光谱装置的小型化，并且能准确输出饱和吸收光谱，可广泛用于量子光学、冷原子、光通讯、激光频率稳定等领域。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和各实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的小型饱和吸收光谱装置由激光器1、二分之一波片2、第一偏振分光棱镜3、样品池4、第一光电接收器5、差分放大器6、示波器7、全反镜8、四分之一波片9、第二偏振分光棱镜10、第二光电接收器11、底板12联接构成。