[发明专利]一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统及方法

权利要求书

1.一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：包括激光单元(1)、分光单元(2)、锁频单元(5)、第一电光调制单元(3)、第二电光调制单元(6)、第一倍频单元(4)、第二倍频单元(8)、激光功率放大单元(7)、功率分配单元(9)。

所述激光单元(1)的输出光经过分光单元(2)分成两束，其中的一束光输入到第一倍频单元(3)，用于产生波长再780nm附近的激光；经过第一电光调制单元(4)后输入到锁频单元(5)，用于调节锁频频率点的位置；锁频单元(5)的输出端与激光单元(1)的电流/电压调制端口连接，用于将原子光谱信号反馈至激光单元(1)进行频率锁定；

该分光单元(2)的另外一束激光经过第二电光调制单元(6)输入到激光功率放大单元(7)，用于提供系统所需的激光功率大小；输出的激光经过第二倍频单元(8)后和功率分配单元(9)进行连接，用于产生用于冷原子干涉的所有的激光频率和激光功率。

2.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统,其特征在于：所述第一电光调制单元(3)、第二电光调制单元(6)为光型电光调制晶体FEOM。

3.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：所述第一倍频单元(3)、第二倍频单元(8)为周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体MgO:PPLN的倍频材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统及方法，其特征在于：所述功率放大单元(7)为通信波段1560nm附近的掺铒光纤放大器。

5.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：所述的激光单元(1)为的分布式反馈激光器，发射通信波段1560nm附近的单频激光。

6.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：所述的锁频单元(5)采用调制转移光谱MTS获得原子光谱信号，采用比例-积分-微分PID将原子光谱信号反馈至激光单元(1)进行频率锁定。

7.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：所述功率分配单元(9)由分光装置调节分光比例，由声光调制器AOM1控制相应的频率移动和功率变化。

8.根据权利要求1所述的一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统，其特征在于：所述锁频单元(5)和激光单元(1)通过电路线缆连接，其余各单元之间通过单模保偏光纤连接。

9.一种用于冷原子干涉仪的通信波段激光系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、激光单元(1)输出1560nm波长的激光，频率为ω₀，第一电光调制单元(2)调制频率为ω₁，经过第一电光调制单元(2)调制后，激光频率为ω₀±nω₁，n为边带级数，改变调制频率的大小可改变边带大小。经过调制后经过第一倍频单元(3)之后频率变为2ω₀±nω₁，之后送入锁频单元(5)进行锁定；

步骤2、利用锁频单元(5)的调制转移光谱锁频将正一级边带的锁定在铷-85D2线的F＝3→F'＝4，将调制频率设置为ω₁＝1GHz附近，输出冷却光、探测光、吹走光，以及F＝2拉曼激光等。

步骤3、第二电光调制单元(2)调制频率为ω₂，经过第二电光调制单元(2)调制后，激光频率为ω₀±nω₂，n为边带级数。经过电光调制的激光的经过第二倍频单元(3)之后频率变为2ω₀±nω₂，选择2ω₀±nω₂边带用于产生再泵浦光、拉曼F＝1的激光。