[发明专利]一种用于SERF原子惯性测量装置激光双稳频光路系统

说明书

本发明公开了一种用于SERF原子惯性测量装置激光双稳频光路系统，该双稳频光路系统对SERF惯性测量装置的抽运激光器及检测激光器进行同时频率锁定，为实现SERF高精度测量提供高频率稳定度的双激光光源，该系统主要包括抽运激光稳频光路结构、频率稳定度传递光路结构、和检测激光稳频光路结构和拍频检测光路结构几部分。抽运激光稳频光路结构用于对SERF惯性测量装置抽运光进行频率锁定；频率稳定度传递光路用于将抽运光的频率稳定度传递给检测激光；检测激光稳频光路系统用于对SERF惯性测量装置检测激光进行频率锁定；拍频检测系统用于对检测激光的频率稳定度进行检测。本发明光路布局合理，结构紧凑，安装调节方便，实验操作简单。

技术领域

本发明涉及SERF惯性测量装置领域，具体涉及一种用于SERF原子惯性测量装置激光双稳频光路系统。

背景技术

高精度的惯性导航系统是国防军事领域的重大需求，而陀螺仪作为惯性导航系统的关键部件之一，在国民经济与国防建设领域具有重要地位。传统的转子陀螺仪、光学陀螺仪都遇到了精度提高的瓶颈，因此量子陀螺仪逐渐成为研究的热点。随着量子调控技术的发展，利用原子自旋进动特性构造的无自旋交换弛豫(Spin Exchange Relaxation Free，SERF)原子自旋陀螺仪已经得到原理验证，并被认为是下一代高精度陀螺仪的发展方向，具有重要的科学意义和工程实用价值。

2005年，美国普林斯顿大学物理系的研究人员在开展电荷共轭-宇称-时间反演是否对称破缺(CPT violation)的研究中偶然发现了一种新型的原子自旋陀螺仪，其理论研究已十分成熟，我国虽然实现了SERF原子自旋陀螺仪效应，获得了较高的灵敏度，但在提高精度过程中存在很多技术难题。尤其是检测激光工作频率原理原子吸收共振频率无法通过饱和吸收方法进行稳频，通过常规的FP腔稳频，容易受环境温度及震动影响严重。为解决这一问题，需要将抽运光的频率稳定度通过FP腔，传递给检测光使之频率稳定。

发明内容

本发明的目的是：克服现有稳频技术的不足，提供一种可以方便地实现SERF惯性测量装置抽运光和检测光同时稳频的激光双稳频光路系统。该激光双稳频光路系统光路布局合理，结构紧凑，安装调节方便，实验操作简单，可对SERF惯性测量装置激光双稳频系统技术进行实验研究，为高精度SERF惯性测量装置双激光光源稳频系统的研制提供了基础。

本发明采用的技术方案是：一种用于SERF原子惯性测量装置激光双稳频光路系统，包括抽运激光稳频光路结构1、频率稳定度传递光路结构2、检测激光稳频光路结构3、拍频检测光路结构4；其中抽运激光稳频光路结构1将抽运光分成三束，第一束用于SERF原子惯性测量装置工作介质的抽运。第二束用于饱和吸收稳频。第三束用于频率稳定度的传递。检测激光稳频光路结构3将光检测光分为三束，第一束用于SERF原子惯性测量装置输出信号的检测。第二束进入频率稳定度传递光路系统2进行稳频。第三束进入拍频检测光路结构4进行频率稳定度实时检测。拍频检测光路结构4将检测光与拍频参考激光进行拍频，实时检测检测激光的频率稳定性。