一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，包括有激光器，厚玻璃片，第一反光镜，85Rb铷原子蒸汽室，偏振方向垂直的一对格兰泰勒棱镜，探测器， 1/4波片，以及第二反光镜；激光器产生的激光经厚玻璃片分成两束，一束在第一表面反射作为泵浦光，经1/4波片后，由线偏振光变为圆偏振光，经第二反光镜反射穿过85Rb铷原子蒸汽室；另一束经厚玻璃片的第二表面反射、折射后，作为探测光经第一反光镜反射穿过偏振状态垂直的格兰泰勒棱镜，经过85Rb铷原子蒸汽室与原子发生作用，最后被接收器接收。
【专利说明】
一种波片旋光色散线型挪原子精密激光光谱装置
技术领域
[0001]本发明属于激光光谱测量领域，涉及一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，所得信号光是一个色散线型精密谱，可以直接作为误差信号，用于无调制的激光稳频实验。
【背景技术】
[0002]激光光谱学在1960年第一台激光器诞生以来五十年终，一直处于热门研究范畴，其技术与性能的日新月异及其在许多科学、医药和技术领域的应用，其重要性已经得到广泛的认同。激光与物质的相互作用属于强光作用，它可以揭示更深更广的光谱学规律，在此基础上，产生了一系列新的光谱学效应和光谱分析技术，激光研究领域属于非线性光谱学效应与非线性光谱分析技术，称为非线性光谱学。非线性光谱技术具有高光谱分辨率、高探测灵敏度、高光谱选择性、高时间分辨率和高空间分辨率等特点，是一种非常有效的研究原子和分子水平上物质的结构的手段，已经在原子分子物理、半导体激光稳频、探测物质表面和内部单分子光谱特征等领域应用。
[0003]与饱和吸收谱类似，波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱也属于非线性光谱，高灵敏度高，高分辨率高，线宽在精细谱中可以压窄到接近自然线宽。比饱和谱更好的一个优点是用在稳频实验中，饱和谱在对激光信号进行调制时，其解调过程产生误差信号需要反馈回激光器，才能形成稳频环路。但波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱是一个色散线型精密光谱，其直接作为误差信号，即直接应用于激光稳频实验，不需要调制。它应用的基本原理是栗浦光由1/4波片的作用，由线偏振光变为圆偏振光，经铷原子蒸汽泡时与铷原子相互作用，引起探测光偏振态的变化。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种新型的波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置。
[0005]为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现:一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，包括有激光器，厚玻璃片，第一反光镜，85Rb铷原子蒸汽室，偏振方向垂直的一对格兰泰勒棱镜，探测器，I/4波片，以及第二反光镜;所述85Rb铷原子蒸汽室、格兰泰勒棱镜以及探测器设置在同一直线上，两个格兰泰勒棱镜位于85Rb铷原子蒸汽室的两端；
[0006]激光器产生的激光经厚玻璃片分成两束，一束在第一表面反射作为栗浦光，经1/4波片后，由线偏振光变为圆偏振光，依次经过第二、第一反光镜反射穿过85Rb铷原子蒸汽室；另一束经厚玻璃片的第二表面反射、折射后，作为探测光穿过偏振状态垂直的格兰泰勒棱镜，经过85Rb铷原子蒸汽室与原子发生作用，最后被接收器接收。
[0007]作为优选方案:所述的激光器为421nm外腔半导体激光器，功率为20mw，发射出的光束直径为2_，线宽小于IMHz，连续调谐大于1GHz。
[0008]作为优选方案:所述85Rb铷原子蒸汽室的尺寸为长5cm，直径为3cm。
[0009]与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是=85Rb铷原子蒸汽室的温度控制在120°C，栗浦光光强与探测光光强为2:1。根据铷原子421nm跃迀的超精细能级结构，计算可得各条谱线之间的频率间隔。根据谱线之间的频率间隔，可得对应铷原子跃迀的精密谱信号，它是色散线型的信号，可以直接用于无调制的激光稳频。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图。
[0011 ] 1、激光器;2、厚玻璃片;3、第一反光镜;4、85Rb铷原子蒸汽室;5、格兰泰勒棱镜;6、探测器;7、I /4波片;8、第二反光镜。
【具体实施方式】
[0012]下面根据附图对本实用新型的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0013]根据图1所示，本实施例所述的一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，包括有激光器I，厚玻璃片2，第一反光镜3，85Rb铷原子蒸汽室4，偏振方向垂直的一对格兰泰勒棱镜5，探测器6，I/4波片7，以及第二反光镜8;所述85Rb铷原子蒸汽室、格兰泰勒棱镜以及探测器设置在同一直线上，两个格兰泰勒棱镜位于85Rb铷原子蒸汽室的两端；
[0014]激光器产生的激光经厚玻璃片分成两束，一束在第一表面反射作为栗浦光，经1/4波片后，由线偏振光变为圆偏振光，依次经过第二、第一反光镜反射穿过85Rb铷原子蒸汽室；另一束经厚玻璃片的第二表面反射、折射后，作为探测光穿过偏振状态垂直的格兰泰勒棱镜，经过85Rb铷原子蒸汽室与原子发生作用，最后被接收器接收。
[0015]所述探测光与栗浦光之间的夹角小于5度，图1所示仅是示意，并非按照比例绘制。
[0016]—对格兰泰勒棱镜的消光比高达105:1。铷泡长度5cm，外面包裹着加热片，用来加热铷泡气室，温度在室温到300 °(:连续可调，温标精度0.2°C。由于整个装置在厘米的量级，可以近似认为铷泡处在均匀磁场中。为了消除外磁场对实验的影响，我们为整个FADOF滤光系统外加了磁屏蔽装置。
[0017]极化谱信号是在饱和吸收光谱信号相同的实验条件下得到的。85Rb铷原子蒸汽室的温度控制在120°C，栗浦光光强与探测光光强为2:1。根据铷原子421nm跃迀的超精细能级结构，计算可得各条谱线之间的频率间隔。根据谱线之间的频率间隔，可得对应铷原子跃迀的精密谱信号，它是色散线型的信号，可以直接用于无调制的激光稳频。
[0018]所述的激光器为421nm外腔半导体激光器，功率为20mw，发射出的光束直径为2mm，线宽小于IMHz，连续调谐大于10GHz。所用的探测器为421nm两个探头差分探测的光电探测器，激光器带驱动电源，恒流、温度控制及压电扫描电路。
[0019]所述85Rb铷原子蒸汽室的尺寸为长5cm，直径为3cm。
【主权项】
1.一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，其特征在于:包括有激光器，厚玻璃片，第一反光镜，85Rb铷原子蒸汽室，偏振方向垂直的一对格兰泰勒棱镜，探测器，I/4波片，以及第二反光镜;所述的第一反光镜、85Rb铷原子蒸汽室、格兰泰勒棱镜以及探测器设置在同一直线上，两个格兰泰勒棱镜位于85Rb铷原子蒸汽室的两端； 激光器产生的激光经厚玻璃片分成两束，一束在第一表面反射作为栗浦光，经1/4波片后，由线偏振光变为圆偏振光，经第二反光镜反射穿过85Rb铷原子蒸汽室;另一束经厚玻璃片的第二表面反射、折射后，作为探测光经第一反光镜反射穿过偏振状态垂直的格兰泰勒棱镜，经过85Rb铷原子蒸汽室与原子发生作用，最后被接收器接收。2.根据权利要求1所述的一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，其特征在于:所述的激光器为421nm外腔半导体激光器，功率为20mw，发射出的光束直径为2mm，线宽小于IMHz，连续调谐大于1GHz。3.根据权利要求1所述的一种波片旋光色散线型铷原子精密激光光谱装置，其特征在于:所述85Rb铷原子蒸汽室的尺寸为长5cm，直径为3cm。
【文档编号】G01J3/28GK205426339SQ201520950011
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月25日
【发明人】凌俐, 蔡春锋, 孙云蕾
【申请人】浙江大学城市学院