[发明专利]一种用于镱离子微波频标的光路整形装置

说明书

本说明书公开了一种用于镱离子微波频标的光路整形装置，涉及光路整形领域，旨在解决现有用于镱离子微波频标的光路整形装置中的激光与离子相互作用面积小，而且占用多个空间位置方向的光窗，导致激光利用率较低的问题。本发明装置包括：激光器组、光学镜片组、滤光器和离子阱；激光器组，用于发射多组设定波长的平行光；光学镜片组，用于将多组设定波长的平行光进行加工整形处理，获取整形光束；加工整形处理包括扩束、调制、汇集、整形；滤光器，用于消除整形光束中的杂散光，使得整形光束中的有用光进入所述离子阱，进而得到跃迁谱线。本发明增大了激光与离子相互作用面积，减少占用空间位置，提升了激光利用率。

技术领域

本文件涉及光路整形领域，尤其涉及一种用于镱离子微波频标的光路整形装置。

背景技术

镱离子微波频标是一种新型频标，采用了不同于氢、铷、铯等传统原子频标的全新工作原理。其具有基本不受实物粒子和外场的扰动，运动效应小和量子态相干时间长等内在特点，谱线宽度极窄，各种频移很小。其中一个主要的原因是通过在离子阱施加静电场，磁场或射频场，将工作离子囚禁在超高真空的离子阱中心，使离子完全孤立，处于“静止状态”，不受外界干扰，因此大大提高镱离子微波频标的性能指标。镱离子微波频标采用369nm和399nm激光对镱原子进行离化，采用369nm和935nm激光对镱离子的超精细能级进行抽运和再抽运，在12.6GHz的微波作用下离子内高能级的电子跃迁到低能级，产生荧光信号，被探测系统采集。当微波信号频率在一定范围内扫频时，探测系统得到Ramsey信号，将标准信号源锁定在Ramsey信号上可以获得极高稳定度的输出信号。激光光路系统是镱离子微波频标的重要组成部分，目前镱离子频标所用特定波长的激光功率较低，需要通过光路整形以尽可能提高激光利用率。

目前进行镱离子频标研究时，一般从离子阱的多个方向入射激光，不仅激光与离子相互作用面积小，利用不充分，而且占用多个空间位置方向的光窗。因此想要增大相互作用面积，减少占用空间位置，则需要进行光路整形，从离子阱的径向入射激光。

发明内容

本说明书提供了一种用于镱离子微波频标的光路整形装置，用以解决现有用于镱离子微波频标的光路整形装置中的激光与离子相互作用面积小，而且占用多个空间位置方向的光窗，导致激光利用率较低的问题，该装置包括：激光器组、光学镜片组、滤光器和离子阱；

所述激光器组，用于发射多组设定波长的平行光；

所述光学镜片组，用于将多组设定波长的平行光进行加工整形处理，获取整形光束；所述加工整形处理包括扩束、调制、汇集、整形；

所述滤光器，用于消除所述整形光束中的杂散光，使得所述整形光束中的有用光进入所述离子阱，进而得到跃迁谱线。

在一些优选的实施方式中，所述激光器组包括第一激光器、第二激光器、第三激光器；

所述第一激光器为369nm激光器；

所述第二激光器为399nm激光器；

所述第三激光器为935nm激光器。

在一些优选的实施方式中，所述光学镜片组包括扩束镜组、半波片组和汇集单元；

所述扩束镜组，用于将多组设定波长的平行光进行扩束；

所述半波片组，用于对扩束后的部分平行光的偏振方向进行调制；

所述汇集单元，用于将未调制偏振方向的平行光与所述半波片组的出射光进行汇集，得到汇集光。

在一些优选的实施方式中，所述扩束镜组包括第一扩束镜、第二扩束镜、第三扩束镜；

所述第一扩束镜，用于将所述第一激光器发射的平行光进行扩束；

所述第二扩束镜，用于将所述第二激光器发射的平行光进行扩束；