一种基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器，在安装板上右侧设激光二极管、准直透镜、平凸柱面透镜、平凹柱面透镜、隔离器、第一半波片、将入射激光束分成沿水平射出a路激光束和沿垂直射出b路激光束的第一偏振分光棱镜，a路激光束出射的水平方向上设将a路激光束分成向上激光束和向下激光束的第二偏振分光棱镜，向上设铯泡、λ/4波片、第一全反镜，向下设光电二极管；b路激光束出射的垂直方向设第二半波片,水平方向依次设第四全反镜、第二凹透镜、第四凸透镜，第二半波片与第四全反镜之间设将b路激光束分成沿水平方向的c路激光束和沿垂直方向的d路激光束的第三偏振分光棱镜，c路激光束沿移频光路射出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于利用受激发射对红外光、可见光或紫外线进行产生、放大、调制、解调或变频的光学器件
，具体涉及到半导体激光器。
技术介绍
半导体激光器亦即激光二极管(LD)，在光电子领域中发展最快，也是非常实用、非常重要的一类激光器，它已经成为光纤通信中产生激光的主要源头。半导体激光器发展极快，应用极广，在光纤通信、光交换系统、光盘信息处理和量子阱面发射以及时间频率等方面都有实质性的发展和应用，逐渐成为目前光电子科技领域的核心技术。针对激光器如此广泛的应用，自然对其有一定的要求，才能满足实际运用的需要。总结起来有两点，首先激光器的输出频率的线宽要窄，其次输出频率的稳定度要高。然而，自由运转的激光器的输出频率质量会受到很多外在因素的影响，如外部环境温度的变化、大气压强的变化、机械振动和外界磁场的变化等，所以实际激光器的输出频率的漂移会很大程度上大于其自然线宽，这样会使得激光器频率的线宽会有展宽，并且输出频率的稳定度也会大大降低，因此，需要建立相应的稳频系统来压窄激光器线宽并提高激光器的输出频率，稳定度，使其满足实验应用中的要求。常用的激光稳频的方法主要是对激光加入一个小的调制信号，通过鉴相方式得到频率变化信息，并反馈到电信号处理系统中，实现激光频率稳定，使激光器输出一束频率稳定的击激光。现有的稳频激光器，往往只能输出一束稳频激光，对于需要两束稳频激光的情况还要另外加分束装置进行分束；另外，对于需要两束有一定频率差稳频激光的情况，还要另外加频率调制装置对激光频率进行调制。额外的激光光路使激光器的使用变得复杂，尤其是在激光器的工程化使用中，外部的光学器件使激光变得不稳定，干扰稳频的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述稳频激光器所存在的缺点，提供一种
工作稳定、灵敏度高、功能多、使用方便、受外界环境干扰小、能输出两束有频差窄线宽激光的基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器。解决上述技术问题所采用的技术方案是：在安装板上右侧设置有激光二极管，激光出射光轴垂直方向安装板上设置有准直透镜，准直透镜下方沿激光出射垂直光轴方向安装板上设置有平凸柱面透镜，平凸柱面透镜下方激光出射垂直光轴方向安装板上设置有平凹柱面透镜，平凹柱面透镜下方沿激光出射垂直光轴方向安装板上设置有隔离器，平凸柱面透镜的平面与准直透镜相对设置、凸面与平凹柱面透镜的凹面相对设置，平凹柱面透镜的平面与隔离器相对设置，隔离器下方沿激光出射垂直光轴方向安装板上设置有第一半波片，第一半波片下方沿激光出射垂直光轴方向安装板上设置有将入射激光束分成沿水平光轴反向射出a路激光束和沿垂直光轴方向射出b路激光束的第一偏振分光棱镜，a路激光束出射的水平光轴方向安装板上设置有将a路激光束分成沿垂直光轴向上激光束和向下激光束的第二偏振分光棱镜，向上激光束出射第二条垂直光轴方向安装板上设置有铯泡、λ/4波片、第一全反镜，在向下的激光束出射第二条垂直光轴方向安装板上设置有光电二极管。在b路激光束出射的第一条垂直光轴方向安装板上设置有第二半波片,在第三条水平光轴方向安装板上依次设置有第四全反镜、第二凹透镜、第四凸透镜，第二凹透镜为平凹透镜，第四凸透镜为平凸透镜，第四全反镜、第二凹透镜、第四凸透镜的镜面上真空蒸镀增透膜，增透膜透光的波长为700～900nm，垂直激光束在第四全反镜上的入射角为45°。在第二半波片与第四全反镜之间安装板上设置有将b路激光束分成沿第二条水平光轴方向的c路激光束和沿第一条垂直光轴方向的d路激光束的第三偏振分光棱镜，c路激光束沿移频光路射出。本专利技术的移频光路为：在c路激光束出射的第二条水平光轴方向安装板上依次设置有第三半波片、第四偏振分光棱镜、第一凸透镜、第二全反镜，水平激光束在第二全反镜上的入射角为45°，在第三条垂直光轴激光出射方向安装板上依次设置有声光调制器、第二凸透镜、第一凹透镜、第三凸透镜、第三全反镜，第一凹透镜为平凹透镜，第二凸透镜和第三凸透镜为平凸透镜，垂直激光束在第三全反镜上的入射角为45°。本专利技术的第一凹透镜的曲率半径为6～12mm，第一凸透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜的曲率半径为25～35mm，第一凹透镜4、第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透
镜的镜面上真空蒸镀增透膜，增透膜透光的波长为700～900nm，第三半波片的波长为700～900nm。本专利技术的第一凸透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜的曲率半径相同，第一凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜的镜面上真空蒸镀增透膜，增透膜透光的波长与第三半波片的波长相同。本专利技术的声光调制器的型号为MT250。本专利技术的λ/4波片的波长为700～900nm，第二半波片的波长为700～900nm。本专利技术的λ/4波片的波长与第二半波片的波长相同。本专利技术的第二凹透镜的曲率半径为6～12mm、第四凸透镜的曲率半径为25～35mm。由于本专利技术采用了移频光路，与现有的激光器构成分束激光器，可直接在激光器上进行光斑调节、移频操作、自动稳频，输出窄带宽激光，可同时发射出两束激光。本专利技术具有工作稳定、灵敏度高、功能多、使用方便、受外界环境干扰小、能输出两束有频差窄线宽激光附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图。图2是采用示波器测试本专利技术实施例1的铯饱和吸收光谱曲线。图3是采用示波器测试本专利技术实施例1的稳定度和线宽。图4是测试本专利技术实施例1的线宽曲线。图5是测试本专利技术实施例1的稳定度曲线。图6是测试本专利技术实施例1的抗振性能曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但是本专利技术不局限于这些实施方式。实施例1在图1中，本实施例的基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器由安装板1、第三全反镜2、第三凸透镜3、第一凹透镜4、第一全反镜5、λ/4波片6、铯泡7、激光二极管8、准直透镜9、平凸柱面透镜10、平凹柱面透镜11、隔离
器12、第一半波片13、第一偏振分光棱镜14、第二半波片15、第三偏振分光棱镜16、第四全反镜17、第三半波片18、第二凹透镜19、第四偏振分光棱镜20、第四凸透镜21、光电二极管22、第一凸透镜23、第二偏振分光棱镜24、第二全反镜25、声光调制器26、第二凸透镜27联接构成。在安装板1上右侧用螺纹紧固联接件固定联接安装有激光二极管8，激光二极管8为本专利技术提供激光源，激光出射光轴垂直方向安装板1上用螺纹紧固联接件固定安装有准直透镜9，准直透镜9对激光进行准直，形成椭圆光斑，准直透镜9的曲率半径为2.71mm。准直透镜9下方沿激光出射垂直光轴方向安装板1上用螺纹紧固联接件固定安装有平凸柱面透镜10，平凸柱面透镜10对激光进行整形，形成圆光斑。平凸柱面透镜10下方激光出射垂直光轴方向安装板1上用螺纹紧固联接件固定安装有平凹柱面透镜11，平凹柱面透镜11对激光进行整形，形成圆光束，平凸柱面透镜10的曲率半径为7.8mm，平凹柱面透镜11的曲率半径为3.0mm；平凹柱面透镜11下方沿激光出射垂直光轴方向安装板1上用螺纹紧固联接件固定安装有隔离器12，平凸柱面透镜10的平面与准直透镜9相对设置、凸面与平凹柱面透镜11的凹面相对设置，平凹柱面透镜11的平面与隔离器12相对设置，激光通过平凸柱面透镜10整形，形成圆光斑，圆光斑再通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器，在安装板(1)上右侧设置有激光二极管(8)，激光出射光轴垂直方向安装板(1)上设置有准直透镜(9)，准直透镜(9)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有平凸柱面透镜(10)，平凸柱面透镜(10)下方激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有平凹柱面透镜(11)，平凹柱面透镜(11)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有隔离器(12)，平凸柱面透镜(10)的平面与准直透镜(9)相对设置、凸面与平凹柱面透镜(11)的凹面相对设置，平凹柱面透镜(11)的平面与隔离器(12)相对设置，隔离器(12)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有第一半波片(13)，第一半波片(13)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有将入射激光束分成沿水平光轴反向射出(a)路激光束和沿垂直光轴方向射出(b)路激光束的第一偏振分光棱镜(14)，(a)路激光束出射的水平光轴方向安装板(1)上设置有将(a)路激光束分成沿垂直光轴向上激光束和向下激光束的第二偏振分光棱镜(24)，向上激光束出射第二条垂直光轴方向安装板(1)上设置有铯泡(7)、λ/4波片(6)、第一全反镜(5)，在向下的激光束出射第二条垂直光轴方向安装板(1)上设置有光电二极管(22)；在(b)路激光束出射的第一条垂直光轴方向安装板(1)上设置有第二半波片(15),在第三条水平光轴方向安装板(1)上依次设置有第四全反镜(17)、第二凹透镜(19)、第四凸透镜(21)，第二凹透镜(19)为平凹透镜，第四凸透镜(21)为平凸透镜，第四全反镜(17)、第二凹透镜(19)、第四凸透镜(21)的镜面上真空蒸镀增透膜，增透膜透光的波长为700～900nm，垂直激光束在第四全反镜(17)上的入射角为45°，其特征在于：在第二半波片(15)与第四全反镜(17)之间安装板(1)上设置有将(b)路激光束分成沿第二条水平光轴方向的(c)路激光束和沿第一条垂直光轴方向的(d)路激光束的第三偏振分光棱镜(16)，(c)路激光束沿移频光路射出。...
【技术特征摘要】
1.一种基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器，在安装板(1)上右侧设置有激光二极管(8)，激光出射光轴垂直方向安装板(1)上设置有准直透镜(9)，准直透镜(9)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有平凸柱面透镜(10)，平凸柱面透镜(10)下方激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有平凹柱面透镜(11)，平凹柱面透镜(11)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有隔离器(12)，平凸柱面透镜(10)的平面与准直透镜(9)相对设置、凸面与平凹柱面透镜(11)的凹面相对设置，平凹柱面透镜(11)的平面与隔离器(12)相对设置，隔离器(12)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有第一半波片(13)，第一半波片(13)下方沿激光出射垂直光轴方向安装板(1)上设置有将入射激光束分成沿水平光轴反向射出(a)路激光束和沿垂直光轴方向射出(b)路激光束的第一偏振分光棱镜(14)，(a)路激光束出射的水平光轴方向安装板(1)上设置有将(a)路激光束分成沿垂直光轴向上激光束和向下激光束的第二偏振分光棱镜(24)，向上激光束出射第二条垂直光轴方向安装板(1)上设置有铯泡(7)、λ/4波片(6)、第一全反镜(5)，在向下的激光束出射第二条垂直光轴方向安装板(1)上设置有光电二极管(22)；在(b)路激光束出射的第一条垂直光轴方向安装板(1)上设置有第二半波片(15),在第三条水平光轴方向安装板(1)上依次设置有第四全反镜(17)、第二凹透镜(19)、第四凸透镜(21)，第二凹透镜(19)为平凹透镜，第四凸透镜(21)为平凸透镜，第四全反镜(17)、第二凹透镜(19)、第四凸透镜(21)的镜面上真空蒸镀增透膜，增透膜透光的波长为700～900nm，垂直激光束在第四全反镜(17)上的入射角为45°，其特征在于：在第二半波片(15)与第四全反镜(17)之间安装板(1)上设置有将(b)路激光束分成沿第二条水平光轴方向的(c)路激光束和沿第一条垂直光轴方向的(d)路激光束的第三偏振分光棱镜(16)，(c)路激光束沿移频光路射出。2.根据权利要求1所述的基于铯原子饱和吸收谱的半导体自动稳频激光器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张首刚，马杰，李孝峰，刘杰，石浩，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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