[发明专利]利用谐振腔腔膜锁定的法拉第激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，包括：激光二极管、准直透镜、第一格兰泰勒棱镜、原子气室、第二格兰泰勒棱镜、压电陶瓷、腔镜、分光棱镜、光电探测器、信号发生器、混频器、伺服反馈电路；第二格兰泰勒棱镜与第一格兰泰勒棱镜完全正交；由激光二极管发出激光，激光由准直透镜将发散的激光准直，再依次经过第一格兰泰勒棱镜、原子气室、第二格兰泰勒棱镜、压电陶瓷、腔镜；只有对应原子跃迁谱线的激光会发生法拉第效应，从而通过第二格兰泰勒棱镜，随后激光通过压电陶瓷，最终打到腔镜上；之后通过腔镜的激光被分光棱镜分为两束，其中透射光束为用于后续应用的光束；反射光束用于谐振腔腔模锁定；

谐振腔腔模锁定包括：首先由信号发生器产生调制信号，将调制信号直接输给激光二极管；所述激光二极管可采用各种波段的激光二极管；此时激光器发出的激光带有调制信息，同时信号发生器产生解调信号输入混频器；光电探测器探测到带有调制信息的激光，此时光电探测器所检测到信号的谱线是向上的突峰，其中最高点是透过光功率最大的点；随后将光电探测器探测到的信号输给混频器；混频器的输入两端分别是信号发生器产生解调信号和光电探测器探测到的信号，由此混频器输出端输出误差信号；最后将误差信号经过伺服反馈电路反馈给压电陶瓷，从而得到谐振腔腔模锁定的法拉第激光器。

2.如权利要求1所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，在第一格兰泰勒棱镜与第二格兰泰勒棱镜中间的原子气室的两端分别设置第一永磁铁和第二永磁铁。

3.如权利要求2所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，所述第一永磁铁和第二永磁铁采用电磁铁线圈为原子气室提供磁场。

4.如权利要求1所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，原子气室中充入的原子为对应激光二极管波段的原子，以发生法拉第效应。

5.如权利要求1所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，所述信号发生器、混频器和伺服反馈电路是分立电路或集成化电路。

6.如权利要求1所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，所述谐振腔腔模锁定的法拉第激光器的制备方法包括，通过对激光器出射功率进行探测，判断得到谐振腔腔模与增益谱线中心的对应关系；采用调制解调技术，将腔模与增益谱线中心锁定，从而达到激光频率与原子谱线的精准对应，进一步提高法拉第激光器的功率及频率稳定性；包括以下步骤：

1) 由激光二极管发出激光，首先使用准直透镜进行准直，再通过完全正交的格兰泰勒棱镜，两个完全正交的格兰泰勒棱镜中间放置原子气室；

2) 使用腔镜用于激光反馈，同时将腔镜固定在压电陶瓷上用于改变腔长，以此改变激光频率，此时即得到法拉第激光器；之后使用分光棱镜将光分为两束，将反射光束用于谐振腔腔模锁定；

3) 谐振腔腔模锁定包括：

首先使用信号发生器产生调制信号输给法拉第激光器，同时产生解调信号输给混频器；其中调制信号直接输给激光管；

随后使用光电探测器探测到携带调制信息的激光；

将探测到携带调制信息的激光也输给混频器，得到误差信号；

4）把误差信号输给伺服反馈电路，伺服反馈控制电路反馈给压电陶瓷，即完成对法拉第激光器的谐振腔腔模锁定，

通过上述步骤，制备得到谐振腔腔模锁定的法拉第激光器。

7.如权利要求6所述利用谐振腔腔模锁定的法拉第激光器，其特征是，在原子气室两端设置永磁铁，用于为法拉第效应的产生提供磁场，使得只有与原子发生法拉第效应的激光透过该磁场。