[发明专利]一种新型全光学原子磁强计实现装置

权利要求书

1.一种新型全光学原子磁强计实现装置，包括分布式反馈半导体激光器（1），其特征在于，分布式反馈半导体激光器（1）发射的初始线偏光（2）经过光斑整形器（3）产生圆形光斑线偏光（4），分时调制系统周期性向电光调制器（5）输入微波信号，圆形光斑线偏光（4）通过电光调制器（5）调制后产生调制线偏光（6），调制线偏光（6）经扩束器（7）后获得扩束线偏光（8），扩束线偏光（8）通过偏振片（9）选偏为偏振面旋转线偏光（10）后再经过四分之一波片（11）产生椭圆偏振光（12），椭圆偏振光（12）通过衰减器（13）衰减后产生光强衰减后的椭圆偏振光（14）入射到原子气室（15）与原子相互作用后产生原子气室出射光（16），原子气室出射光（16）入射偏振分光棱镜（17）并经过偏振分光棱镜（17）分束为偏振方向互相垂直的第一待测线偏光（18）和第二待测线偏光（20），第一待测线偏光（18）和第二待测线偏光（20）分别由第一探测器（19）和第二探测器（21）探测。

2.根据权利要求1所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的分时调制系统包括微波源（22）、微波开关（24）、信号发生器（28）、以及微波功率放大器（26），

信号发生器（28）产生方波信号（29），通过方波信号（29）的高电平触发微波开关（24）连通时，微波源（22）产生微波信号（23）通过微波开关（24）后形成待放大微波信号（25），待放大微波信号（25）入射微波功率放大器（26）产生功率放大微波信号（27），功率放大微波信号（27）注入电光调制器（5）进行频率调制；信号发生器（28）产生的方波信号（29）的低电平触发微波开关（24）断开时，微波源（22）产生的微波信号（23）无法注入电光调制器（5）调制。

3.根据权利要求2所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的初始线偏光（2）为单色线偏光，圆形光斑线偏光（4）、调制线偏光（6）、扩束线偏光（8）、偏振面旋转线偏光（10）、椭圆偏振光（12）以及光强衰减后的椭圆偏振光（14）均为圆形光斑。

4.根据权利要求2所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的椭圆偏振光（12）中线偏光分量和圆偏光分量各占一半，椭圆偏振光（12）的椭圆的长轴方向与偏振分光棱镜（17）的透光轴方向成45度角。

5.根据权利要求2所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的圆形光斑线偏光（4）为频率为f₀的单色线偏光，方波信号（29）的高电平触发微波开关（24）连通时，频率为f₀的圆形光斑线偏光（4）经电光调制器（5）调制为含频率f₊₁和f_-1正负一阶边带的双色线偏光作为调制线偏光（6）；方波信号（29）的低电平触发微波开关（24）断开时，圆形光斑线偏光（4）通过电光调制器（5）、四分之一波片（11）转换的椭圆偏振光（12）为单色线偏光。

6.根据权利要求5所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，方波信号（29）的低电平触发微波开关（24）断开时，光强衰减后的椭圆偏振光（14）中的与原子气室（15）内原子跃迁线对称失谐Δf/2的线偏光分量进行极化探测；方波信号（29）的高电平触发微波开关（24）连通时，光强衰减后的椭圆偏振光（14）中的圆偏光分量作为调制抽运光，Δf=f₊₁-f_-1。

7.根据权利要求2所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的微波信号（23）的频率的两倍与原子气室（15）内原子跃迁线基态超精细能级间的跃迁频率相等。

8.根据权利要求2所述的一种新型全光学原子磁强计实现装置，其特征在于，所述的方波信号（29）的频率与原子气室（15）中原子在待测磁场中的拉莫尔进动频率f_L相等。