[发明专利]一种CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置及方法

权利要求书

1.一种CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置，其特征在于，包括物理系统(1)、电流电压转换电路(2)、模数转换器(3)、处理器(4)、频率综合器(5)、微波电调衰减器(6)、偏置器(7)；

所述物理系统(1)的输入端连接至所述偏置器(7)的输出端，所述物理系统(1)用于提供光检信号；

所述电流电压转换电路(2)的输入端连接至所述物理系统(1)的输出端；

所述模数转换器(3)的输入端连接至所述电流电压转换电路(2)的输出端；

所述处理器(4)的输入端连接至所述模数转换器(3)的输出端；

所述频率综合器(5)的输入端连接至所述处理器(4)的第一输出端；

所述微波电调衰减器(6)的第一输入端连接至所述频率综合器(5)的输出端，所述微波电调衰减器(6)的第二输入端连接至所述处理器(4)的第二输出端；

所述偏置器(7)第一输入端用于接收VCSEL控制电流，所述偏置器(7)第二输入端连接至所述微波电调衰减器(6)的输出端；

该装置的激光频率调制指数的调制过程包括下述步骤：

通过处理器第一输出端输出的叠加了调制信号的控制信号来改变微波电调衰减器(6)输出的微波信号的功率大小，实现改变激光频率调制指数的大小；同时处理器对模数转换器输入的光检信号进行同步鉴相，获得多普勒吸收谱线的极值随激光频率调制指数变化曲线的微分曲线；

根据同步鉴相结果负反馈微波电调衰减器的控制信号，将微分曲线的值锁定在过零点上。

2.如权利要求1所述的CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置，其特征在于，所述频率综合器(5)包括：依次连接的压控晶振、锁相环、环路滤波器和压控振荡器，所述压控振荡器的反馈端连接至所述锁相环的控制端，所述压控晶振用于输出标准频率信号，所述锁相环用于对压控晶振输出信号和压控振荡器输出信号进行鉴相，并根据鉴相结果输出压控振荡器的电压控制信号，所述环路滤波器用于对压控振荡器电压控制信号进行滤波，所述压控振荡器用于提供微波信号。

3.如权利要求1所述的CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置，其特征在于，改变微波电调衰减器输出的微波信号的功率大小具体为：由设定的最小值增加至设定的最大值。

4.如权利要求1-3任一项所述的CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置，其特征在于，对微波电调衰减器(6)控制信号施加的调制信号频率与CPT原子频标中激光电流调制频率和微波FSK调制频率，均成偶数倍关系。

5.如权利要求4所述的CPT原子频标激光频率调制指数锁定装置，其特征在于，激光频率调制指数锁定值约为1.8。