[发明专利]暗腔激光器

说明书

本公开提供的一种暗腔激光器，包括：稳频激光输出设备和暗腔激光设备；其中，稳频激光输出设备用于产生激光，并对产生的激光进行稳频处理，以输出至暗腔激光设备并作为暗腔增益介质的泵浦光；暗腔激光设备包括主谐振腔，主谐振腔的腔体内部设置有暗腔激光增益介质‑碱金属原子气室；暗腔激光设备用于接收泵浦光，并通过主谐振腔的弱反馈在暗腔激光增益介质‑碱金属原子气室中的暗腔激光增益介质‑碱金属原子跃迁能级之间形成多原子相干受激辐射，以生成工作在主谐振腔完全非共振区的暗腔激光，该生成的暗腔激光相比于共振区激光具有更窄的输出线宽，并且其增益介质‑碱金属原子的能级位移为零，能够作为主动光钟适用于原子钟系统。

技术领域

本公开涉及激光技术领域，尤其涉及一种暗腔激光器。

背景技术

原子钟作为能够输出量子频率标准、当今最精密的科学仪器设备，对促进时间秒的重新定义、卫星导航定位、精密科学测量、物理理论等领域的应用具有重要作用。特别的，基于优越的准确度和稳定度，光频跃迁作为参考谱线的光频原子钟(光钟)成为研究方向。

在现有技术中，光频原子钟大都基于传统的被动光钟技术，通用的方法是将激光器输出的激光频率稳定在精密设计的被动光学谐振腔(高精细度Fabry-Pérot干涉仪)上，以此实现更准确的共振频率，进而得到高度相干的光学频率标准(光频标)信号。一般的，为了实现准确的共振，激光频率必须严格稳定到超稳光学谐振腔的共振频率上，常用的方法是Pound-Derver-Hall(PDH)稳频技术。

但是，采用这样的方式首先需要较高反射率镀膜的谐振腔镜，其加工难度很大；其次需要保证腔共振频率的稳定，并且对影响共振频率的噪声免疫，其系统难度和复杂度均较高。

发明内容

针对上述提及的问题，本公开提供了一种暗腔激光器。

本公开提供的一种暗腔激光器，包括：稳频激光输出设备和暗腔激光设备；

其中，所述稳频激光输出设备用于产生激光，并对产生的激光进行稳频处理，以输出至所述暗腔激光设备并作为暗腔增益介质的泵浦光；

所述暗腔激光设备包括主谐振腔，所述主谐振腔的腔体内部设置有暗腔激光增益介质-碱金属原子气室；所述暗腔激光设备用于接收所述泵浦光，并通过所述主谐振腔的弱反馈在所述暗腔激光增益介质-碱金属原子气室中的暗腔激光增益介质-碱金属原子跃迁能级之间形成多原子相干受激辐射，以输出暗腔激光。

在其他可选示例中，所述主谐振腔的腔体内部还包括：用于调节所述主谐振腔腔长以改变所述主谐振腔的腔模频率的大位移量压电陶瓷、暗腔激光主动光钟谐振腔腔镜以及暗腔激光主谐振腔腔镜；

其中，所述泵浦光经过所述大位移量压电陶瓷和所述暗腔激光主动光钟谐振腔腔镜以进入所述暗腔激光增益介质-碱金属原子气室中，并在所述暗腔激光增益介质-碱金属原子气室进行谐振，以将生成的暗腔激光从暗腔激光主谐振腔腔镜输出。

在其他可选示例中，所述主谐振腔的腔体外部还依次设置有用于对所述主谐振腔进行加热并控温的加热保温装置以及用于减小外接磁场波动对增益介质-碱金属原子影响的磁屏蔽装置。

在其他可选示例中，所述稳频激光输出设备，包括：

泵浦激光源，用于产生激光；

泵浦激光源驱动电路，用于驱动泵浦激光源输出所述激光；

用于防止光反馈的光隔离器，用于接收所述激光，并将隔离后的激光输出；

第一半波片和第一偏振分光棱镜，用于对所述隔离后的激光的透射光和反射光的强度进行调节，并将调节后的透射光作为所述暗腔增益介质的泵浦光输出至所述暗腔激光设备，以及将调节后的反射光通过反射镜输出至调制转移谱稳频模块；