[发明专利]一种用于SERF原子自旋陀螺仪的小型化激光功率稳定装置及方法

权利要求书

1.一种用于SERF原子自旋陀螺仪的小型化激光功率稳定装置，其特征在于包括：激光器(1)，第一光隔离器(2)，液晶延迟器(3)，检偏器(4)，TA激光功率放大器(5)，第二光隔离器(6)，偏振分束棱镜(7)，光电探测器(8)，反馈电路；

激光功率稳定装置作为SERF原子自旋陀螺仪的泵浦光源系统，用于输出稳定的大功率激光；激光器(1)作为种子光源，输出激光为线偏振光；激光器(1)为770nm的半导体DBR激光器或者DFB激光器；激光器(1)通过第一光隔离器(2)激光功率设置在20-30mW之间；激光功率放大器放大后的功率I1与种子光源的激光功率I0的关系为：I1＝f*(I0-20)，其中f为放大倍数，20是种子光源最小输入光功率，即放大器需要种子光源激光最小功率为20mW，放大倍数f的设置范围为：10f300；实现了出光功率的可调范围增加；激光器(1)通过激光控制保证激光器(1)的激光连续输出，输出的激光送至第一光隔离器(2)；第一光隔离器(2)用于阻止反射光，第一光隔离器(2)具有旋光材料和起偏器，光源的光经过起偏器后成为线偏振光，在旋光材料作用下旋转45度，经过检偏器输出；反射光经过旋光材料后仍然旋转45度，因而与起偏器正好成90度正交，无法透过起偏器达到光源；

第一光隔离器(2)接收激光器(1)输出的激光，防止从液晶延迟器(3)反射的光进入激光器，干扰激光器输出，将激光送至液晶延迟器(3)；

液晶延迟器(3)根据反馈电路反馈的输出控制信号，用以调节第一光隔离器(2)输出的激光的偏振面，然后将激光送至检偏器(4)；

检偏器(4)让同检偏器光轴平行的线偏振光完全透过，让同检偏器光轴垂直的线偏振光完全不透过，让其它方向的线偏振光部分透过；检偏器(4)将激光功率调整后，送至TA激光功率放大器(5)；

TA激光功率放大器(5)将激光功率放大后，送至第二光隔离器(6)；

第二光隔离器(6)接收TA激光功率放大器(5)输出的激光，防止从偏振分束棱镜(7)反射激光进入TA激光功率放大器(5)引起损毁，同时将激光送至偏振分束棱镜(7)；

激光经过偏振分束棱镜(7)将小部分的光反射到光电探测器(8)，剩余大部分光透射光作为SERF原子自旋陀螺仪的泵浦光源；

光电探测器(8)采集偏振分束棱镜(7)反射的光强信息，送至反馈电路；

反馈电路，根据光电探测器(8)采集的光强信息，光电探测器(8)将分束器反射的光转换为电信号，通过反馈电路控制液晶延迟器(3)的输入电压，通过PID反馈控制，输出控制信号，调节液晶延迟器(3)偏转激光的偏振面。

2.一种采用权利要求1所述的用于SERF原子自旋陀螺仪的小型化激光功率稳定装置的激光功率稳定方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、激光器(1)作为种子光源，输出激光为线偏振光，设置激光器(1)的激光功率，输出的激光通过第一光隔离器(2)；

步骤二、经过第一光隔离器(2)的激光穿过液晶延迟器(3)，用以调节输出激光的偏振面，通过液晶延迟器(3)的激光再穿过检偏器(4)；

步骤三、通过检偏器(4)的激光调整后经过TA激光功率放大器(5)，将激光功率放大，在其后设置第二光隔离器(6)防止反射激光进入TA激光功率放大器而引起损毁；

步骤四、通过第二光隔离器(6)的激光经过偏振分束棱镜(7)将小部分的光反射到光电探测器(8)采集光强信息，剩余大部分透射光作为SERF原子自旋陀螺仪的泵浦光源；

步骤五、将光电探测器(8)采集的光强信息输入到反馈电路中，通过PID反馈控制调节液晶延迟器(3)偏转激光的偏振面，利用检偏器(4)调节其后的输出光强，最终保证通过第二光隔离器(6)后的激光功率稳定。