一种用于镱离子微波频标的光路整形装置制造方法及图纸

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。本发明专利技术装置包括：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。本发明专利技术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。提升了激光利用率。提升了激光利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于镱离子微波频标的光路整形装置


[0001]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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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；
[0005]所述激光器组，用于发射多组设定波长的平行光；
[0006]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；
[0007]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。
[0008]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；
[0009]所述第一激光器为369nm激光器；
[0010]所述第二激光器为399nm激光器；
[0011]所述第三激光器为935nm激光器。
[0012]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；
[0013]所述扩束镜组，用于将多组设定波长的平行光进行扩束；
[0014]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；
[0015]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。
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]所述第三扩束镜，用于将所述第三激光器发射的平行光进行扩束。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述半波片组包括第一半波片、第二半波片；
[0021]所述第一半波片，用于调制所述第一扩束镜扩束后的平行光的偏振方向；
[0022]所述第二半波片，用于调制所述第二扩束镜扩束后的平行光的偏振方向。
[0023]在一些优选的实施方式中，所述汇集单元包括偏振分束器、二向色镜；
[0024]所述偏振分束器，用于汇集所述第一半波片、所述第二半波片的出射光，作为第一汇集光；
[0025]所述二向色镜，用于汇集所述第三扩束镜扩束后的平行光、所述第一汇集光，得到第二汇集光。
[0026]在一些优选的实施方式中，所述光学镜片组还包括整形镜；
[0027]所述整形镜，用于将所述第二汇集光进行整形，得到整形光束。
[0028]在一些优选的实施方式中，所述整形光束中的杂散光的消除包括遮挡。
[0029]在一些优选的实施方式中，所述滤光器由光阑组成；所述光阑为矩形光阑。
[0030]在一些优选的实施方式中，所述光阑置于所述离子阱的光窗处。
[0031]本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0032]本专利技术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。
[0033]本专利技术先通过光学镜片组对激光器组发出的平行光进行加工整形处理，然后对得到的整形光束中的杂散光进行消除，消除后，整形光束中的有用光在离子阱中心处整形为分布均匀的矩形光，增大了激光与离子的相互作用面积，减少了占用空间位置，提升了激光利用率，并且可有效降低系统噪声。
附图说明
[0034]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0035]图1为本说明书一实施例提供的一种用于镱离子微波频标的光路整形装置的框架示意图。
具体实施方式
[0036]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]本专利技术第一实施例的一种用于镱离子微波频标的光路整形装置，如图1所示，该装置包括：激光器组、光学镜片组、滤光器和离子阱；
[0039]所述激光器组，用于发射多组设定波长的平行光；
[0040]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；
[0041]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。
[0042]为了更清晰地对本专利技术一种用于镱离子微波频标的光路整形装置进行说明，下面结合附图，对本专利技术装置一种实施例中各单元进行展开详述。
[0043]本专利技术一种用于镱离子微波频标的光路整形装置，包括：激光器组、光学镜片组、滤光器和离子阱；
[0044]所述激光器组，用于发射多组设定波长的平行光；
[0045]在本实施例中，如图1所示，所述激光器组包括第一激光器、第二激光器、第三激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于镱离子微波频标的光路整形装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的用于镱离子微波频标的光路整形装置，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的用于镱离子微波频标的光路整形装置，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的用于镱离子微波频标的光路整形装置，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运佳，王一非，刘国栋，高连山，王亮，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：