[发明专利]一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置

摘要

本申请公布了一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置，所述装置同时具有Lin⊥Lin构型和分离振荡场技术的优点，解决了CPT谱线对比度较低，谱线较宽的问题。所述提高CPT谱线对比度的装置利用主从激光器实现两束激光的相干和Lin⊥Lin构型，消除了无用光谱和原子跃迁的极化暗态，降低了背景光能量，增加了参与CPT共振的原子数，从而提高了CPT谱线的对比度，同时利用光开关产生周期的脉冲激光，与原子相互作用实现CPT谱线的Ramsey条纹，压窄了线宽。本专利所述装置，可以用于研制高性能的CPT原子频标、磁力计等。

主权项

1.一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置，其特征在于，所述装置包括：主激光器、第一凸透镜、第一偏振片、从激光器、第二凸透镜、第二偏振片、第一分光镜、四分之一波片、反射镜、第二分光镜、光开关、原子储存泡、磁场线圈、恒温箱、光探测器、拍频电路、鉴相器、脉冲发生器、锁相放大器、第二驱动电路、微波源、第一驱动电路。所述第一驱动电路和第二驱动电路分别用于驱动主激光器和从激光器发光，并控制激光的频率，所述第一驱动电路输出第一驱动信号，所述第二驱动电路输出第二驱动信号；所述主激光器用于接收所述第一驱动信号，输出第一线偏振激光信号；所述从激光器用于接收所述第二驱动信号，输出第二线偏振激光信号；所述第一凸透镜和第二凸透镜用于将发散的激光准直为平行激光并将平行激光聚焦，所述第一凸透镜接收所述第一线偏振激光信号，输出第一聚焦激光信号，所述第二凸透镜接收所述第二线偏振激光信号，输出第二聚焦激光信号；所述第一偏振片和第二偏振片分别用于调整主激光器的激光偏振方向和从激光器的激光偏振方向，所述第一偏振片接收所述第一聚焦激光信号，输出第一偏振激光信号，所述第二偏振片接收所述第二聚焦激光信号，输出第二偏振激光信号，所述第一偏振激光信号和所述第二偏振激光信号偏振方向垂直；所述第一分光镜和第二分光镜用于两束激光的合束及一束激光的分束，所述第一分光镜将所述第一偏振激光信号分束为第一反射激光信号和第一透射激光信号，并将所述第一透射激光信号和所述第二线偏振激光信号合束，输出第一合束激光信号，所述第二分光镜将接收的所述第一合束激光信号分束为第一激光信号和第二激光信号；所述四分之一波片用于将线偏振激光转变为圆偏振激光、将圆偏振激光转变为线偏振激光，接收所述第一反射激光信号，得到圆偏振激光信号；所述反射镜用于反射入射的圆偏振激光信号，得到圆偏振激光反射信号，所述圆偏振激光反射信号通过所述四分之一波片，转换为所述第三线偏振激光信号，所述第三线偏振激光信号与所述第二线偏振激光信号偏振方向相同；所述脉冲发生器用于控制所述光开关的打开和关闭，输出脉冲信号；所述光开关通过接收脉冲信号控制开关的打开或者关闭，切割所述第一激光信号的光束；所述原子储存泡用于储存碱金属原子，所述第一激光信号与原子相互作用后输出原子激光信号；所述磁场线圈用于产生恒定均匀静磁场，使储存泡中的原子发生塞曼分裂，产生可分辨的超精细能级；所述恒温箱用于为储存泡中的原子提供恒定温度的环境；所述光探测器用于探测与原子相互作用后的激光光强，接收所述原子激光信号，输出电压信号；所述拍频电路对输入的第二激光信号进行拍频，拍频信号的频率等于所述第一透射激光信号和所述第二线偏振激光信号的光频差，输出拍频信号；所述微波源得到微波信号，输出到所述鉴相器和所述主激光器，所述微波信号的频率与原子的基态两个超精细能级差相等；所述鉴相器用于对接收的所述拍频信号与微波信号进行鉴相，输出相位误差信号到所述第二驱动电路；所述锁相放大器用于对光探测器输出的电压信号进行解调，得到解调信号，输出到所述第一驱动电路。