[发明专利]一种基于二次锁腔技术的双波长好坏腔主动光钟及其实现方法

权利要求书

1.一种基于二次锁腔技术的双波长好坏腔主动光钟，其特征在于，包括双波长好坏腔系统、第一双色镜(17)、第二双色镜(18)和超稳飞秒光学频率梳(32)，该双波长好坏腔系统同时输出的双波长好坏腔激光通过第一双色镜(17)导出后经第二双色镜(18)分离为好腔激光和坏腔激光；好腔激光依次经过第二半波片(19)、第二偏振分光棱镜(20)、相位调制器(21)、第三偏振分光棱镜(22)和四分之一波片(23)后耦合进入参考腔(24)中，参考腔(24)的反射信号再依次经过该四分之一波片(23)、该第三偏振分光棱镜(22)后输入第一光电探测器(25)，第一光电探测器(25)的输出端与第一混频器(27)的一输入端连接，第一信号发生器(26)分别与该相位调制器(21)和该第一混频器(27)连接，为该相位调制器(21)提供驱动信号以及为该第一混频器(27)提供参考信号，该第一混频器(27)对该第一光电探测器(25)输入的信号、该参考信号进行混频相敏解调后获得鉴频信号并将其通过第二伺服反馈电路(28)反馈回该双波长好坏腔系统的主谐振腔的压电陶瓷片(6)上；其中，经第二双色镜(18)分离出坏腔激光通过第四偏振分光棱镜(29)后分为两束，一束作为坏腔激光输出，另一束通过第二光电探测器(30)将光信号转换成电信号并输入快速傅里叶变换光谱分析仪(31)；

该超稳飞秒光学频率梳(32)的零频f_ceo信号锁定在微波原子钟提供的频率参考上；该超稳飞秒光学频率梳(32)输出一重复频率f_k的光和一重复频率为f_g的光，重复频率f_k与所述坏腔激光频率相同或近似，重复频率f_g与所述好腔激光频率相同或近似；重复频率f_k的光与所述坏腔激光分别输入到第五偏振分光棱镜(34)得到拍频信号f_b；将信号f_b经第三光电探测器(35)转换后输入到第一锁相环(37)，该第一锁相环(37)与第二信号发生器(36)连接，用于接收第二信号发生器(36)输入的射频标准信号，第一锁相环(37)输出的误差信号经第三伺服反馈电路(38)稳定超稳飞秒光学频率梳(32)的重复频率；重复频率f_g的光与第二偏振分光棱镜(20)输出的所述好腔激光分别输入到第六偏振分光棱镜(39)得到拍频信号f_b’，将信号f_b’经第四光电探测器(40)转换后输入到第二锁相环(42)，该第二锁相环(42)与第三信号发生器(41)连接，用于接收第三信号发生器(41)输入的射频标准信号，第二锁相环(42)输出的误差信号通过第四伺服反馈电路(43)调整主谐振腔腔长。

2.如权利要求1所述的双波长好坏腔主动光钟，其特征在于，所述双波长好坏腔系统包括主谐振腔、用于泵浦该主谐振腔中好坏腔增益介质的第一激光器(1)和第二激光器(10)，第二激光器(10)输出的激光依次经隔离器(12)、第一半波片(13)、第一偏振分光棱镜(14)分为强弱两束，其中较弱一束输入调制转移谱稳频模块(15)进行调制转移谱稳频得到调制转移谱信号，并将该调制转移谱信号经第一伺服反馈电路(16)反馈给第二激光器(10)，用于稳定第二激光器(10)的频率，较强一束作为坏腔激光的泵浦光经该第一双色镜(17)输入该主谐振腔，用于泵浦坏腔增益介质输出坏腔激光；该主谐振腔包括主谐振腔腔镜，以及位于主谐振腔腔镜之间的好腔激光增益介质(7)、坏腔激光增益介质，主谐振腔腔镜上设置有压电陶瓷片(6)。

3.如权利要求2所述的双波长好坏腔主动光钟，其特征在于，所述双波长好坏腔系统还包括一磁屏蔽盒(9)，该主谐振腔位于磁屏蔽盒(9)内；所述坏腔激光增益介质位于碱金属原子气室(8)内；主谐振腔腔镜包括平面镜(4)以及平凹镜(5)，该平面镜(4)上设置有压电陶瓷片(6)。