[发明专利]一种基于双消偏振分光棱镜的光功率稳定控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于双消偏振分光棱镜的高精度光功率稳定控制装置，其特征在于：包括检测激光器（1）、1/2波片（2）、由第一格兰泰勒棱镜（3）、液晶相位延迟器（4）、第二格兰泰勒棱镜（5）、第一消偏振分光棱镜（6）、电控系统（12）、参考电压（13）和第三光电探测器（15）构成的检测光功率稳定控制模块；原子气室（7）、磁屏蔽筒（8）、由第一光电探测器（9）、第二消偏振分光棱镜（10）、第二光电探测器（11）、乘法器（14）构成的检测系统分光器件误差实时抑制系统；

检测激光器（1）出射的检测激光经1/2波片（2）和第一格兰泰勒棱镜（3）分成两束，一束经液晶相位延迟器（4）进入检测光功率稳定控制模块，并在第一消偏振分光棱镜（6）处再次分成两束激光，一束由第三光电探测器（15）探测转换为电信号后进行检测光功率的稳定闭环控制，另一束闭环控制环外光则入射至磁屏蔽筒（8）中的原子气室（7）中进行SERF原子自旋惯性信号的检测；经第一格兰泰勒棱镜（3）分成的另一束激光入射至第二消偏振分光棱镜（10），并由第一光电探测器（9）和第二光电探测器（11）探测转为电信号，两路探测信号反馈至乘法器（14）与由第三光电探测器（15）探测的信号进行运算处理，第一光电探测器乘以第三光电探测器除以第二光电探测器，实现分光器件的波动误差实时抑制，处理结果与参考电压（13）进行对比产生误差信号，该误差信号使电控系统（12）输出PID控制电压并作用在液晶相位延迟器（4）上实现检测光功率的稳定闭环控制，选择第二消偏振分光棱镜（10）的分光比性能参数时，应选取与第一消偏振分光棱镜（6）相同的性能参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于双消偏振分光棱镜的高精度光功率稳定控制装置，其特征在于：第一格兰泰勒棱镜（3）的透光轴与第二格兰泰勒棱镜（5）的透光轴垂直，液晶相位延迟器（4）的快轴与第一格兰泰勒棱镜（3）和第二格兰泰勒棱镜（5）的透光轴分别成45°，构成检测光功率衰减器。

3.根据权利要求1所述的一种基于双消偏振分光棱镜的高精度光功率稳定控制装置，其特征在于：第一格兰泰勒棱镜（3）能够选用偏振分光棱镜替代，为保证高性能的光功率稳定效果，第二格兰泰勒棱镜（5）不能使用消光比较低的偏振分光棱镜替代。

4.根据权利要求1所述的一种基于双消偏振分光棱镜的高精度光功率稳定控制装置，其特征在于：第一消偏振分光棱镜（6）与第二消偏振分光棱镜（10）作为分光器件，能够使用1/2波片加偏振分光棱镜或1/2波片加格兰泰勒棱镜分光器件替代。

5.一种基于双消偏振分光棱镜的高精度光功率稳定控制方法，其特征在于：所述方法实现为：检测激光器（1）出射的检测激光经1/2波片（2）和第一格兰泰勒棱镜（3）分成两束，一束经液晶相位延迟器（4）进入检测光功率稳定控制模块，并在第一消偏振分光棱镜（6）处再次分成两束激光，一束由第三光电探测器（15）探测转换为电信号后进行检测光功率的稳定闭环控制，另一束闭环控制环外光则入射至磁屏蔽筒（8）中的原子气室（7）中进行SERF原子自旋惯性信号的检测；经第一格兰泰勒棱镜（3）分成的另一束激光入射至第二消偏振分光棱镜（10），并由第一光电探测器（9）和第二光电探测器（11）探测转为电信号，两路探测信号反馈至乘法器（14）与由第三光电探测器（15）探测的信号进行运算处理，第一光电探测器乘以第三光电探测器除以第二光电探测器，实现分光器件的波动误差实时抑制，处理结果与参考电压（13）进行对比产生误差信号，该误差信号使电控系统（12）输出PID控制电压并作用在液晶相位延迟器（4）上实现检测光功率的稳定闭环控制。