【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原子干涉仪领域，具体涉及一种用于原子干涉仪的偏振调制装置及功率稳定系统。
技术介绍
1、随着激光冷却原子技术逐渐成熟，原子干涉仪已完成实验室条件下旋转角速度、重力加速度以及重力梯度等惯性量的测量。为了进一步推进原子干涉仪在自主导航、重力场绘制、资源勘探等领域的应用，需要解决原子干涉仪体积大、环境适应性差等工程难题。
2、目前，部分原子干涉仪中采用了角锥棱镜，实现一束冷却光完成原子团的冷却与囚禁，该方案可以减少需要输入到敏感单元的激光数量，有效降低冷原子干涉仪系统的复杂程度。在该方案中，冷却光与拉曼光通常需要通过同一个扩束镜头输入到敏感单元，而冷却光为圆偏振态，拉曼光为线偏振态，因此，需要在原子干涉仪工作过程中调节该镜头输出激光的偏振态。目前，部分方案采用液晶半波相位延迟片实现偏振态切换(例如论文：子菲，小型化原子干涉仪的研究及其在精密测量中的应用，浙江大学，2018)，但该器件响应时间在毫秒量级，会增加原子干涉仪完成一次探测的时间，且该器件受温度影响较大。
3、为了提升环境适应性，原子干涉仪系统一般采用功率稳定技术来提升激光的功率稳定性，目前公开的激光功率稳定系统大部分设置在激光系统内，由于激光系统是通过光纤将激光传输到敏感单元，在传输过程中以及敏感单元内，激光可能会受到环境因素的影响，导致功率发生变化，此时前级功率稳定系统无法作用于后端的激光，使得这种功率稳定方法和系统存在诸多不足。
技术实现思路
1、基于上述表述，本专利技术提供了一种用于原
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种用于原子干涉仪的偏振调制装置，其包括准直器、第一二分之一波片、普克尔盒、准直扩束组件、两个45°反射镜、两个功率监测组、真空腔体、第一四分之一波片和平面反射镜；
4、所述准直器、第一二分之一波片、普克尔盒、准直扩束组件、两个45°反射镜、真空腔体、第一四分之一波片和平面反射镜沿入射激光传播路径依次设置，两个所述45°反射镜均被配置为能反射一部分激光并透射另一部分激光，两个所述功率监测组与两个所述45°反射镜一一对应设置，用于监测从对应的所述45°反射镜透射的激光功率并生成功率监测信号，其中，通过调节所述普克尔盒的半波电压来调制晶体的相位延迟，实现激光在圆偏振态和线偏振态之间的切换，两个功率监测组分别监测偏振态不同的两束激光。
5、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
6、本申请通过调节所述普克尔盒的半波电压来调制晶体的相位延迟，实现激光在圆偏振态和线偏振态之间的切换，其响应速度快，能够缩短原子干涉仪进行一次探测的时间，并且受温度影响小，损伤阈值高，能够有效提升原子干涉仪系统的环境适应能力和集成化程度，该方案实现了激光束偏振态的快速调制，使冷却光与拉曼光可以在同一个偏振调制装置输出进入真空腔体，并采用两个功率监测组件配合监测保证了两束光的功率稳定。
7、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
8、进一步的，两个所述45°反射镜受光面与光路呈45°夹角。
9、进一步的，所述45°反射镜的面型要求rms≤λ/20，其中λ为入射光波长。
10、进一步的，所述45°反射镜的透射光与反射光分光比不小于为2:98。
11、进一步的，所述第一四分之一波片和平面反射镜的面型要求rms≤λ/50。
12、进一步的，所述功率监测组包括至少一个聚焦透镜和至少一个光电探测器，所述聚焦透镜用于将对应45°反射镜透射的激光聚焦至对应所述光电探测器的靶面，所述光电探测器用于将接收到的透射光的功率大小转化为功率监测信号。
13、进一步的，还包括偏振调节组件，其设置在入射激光传播路径上，位于至少一个45°反射镜后，且靠近所述真空腔体的一端，用于将激光调节至特定的偏振态。
14、进一步的，所述偏振调节组件至少包括沿入射激光传播路径设置的第二四分之一波片和第二二分之一波片。
15、进一步的，两个所述45°反射镜包括前端45°反射镜和后端45°反射镜，两个所述功率监测组包括前端功率监测组和后端功率监测组，所述前端45°反射镜和后端45°反射镜沿入射激光传播路径依次设置，所述前端功率监测组与所述前端45°反射镜对应设置，用于监测冷却光功率；所述后端功率监测组与所述后端45°反射镜对应设置，用于监测拉曼光功率。
16、本申请还提供了一种用于原子干涉仪的功率稳定系统，其包括两个声光调制器、合束光路、激光耦合器、单模保偏光纤、偏振调制装置、反馈控制系统和上位机；
17、两个所述声光调制器分别用于对种子光移频产生冷却光和拉曼光；
18、所述合束光路用于将所述冷却光和拉曼光合束；
19、所述激光耦合器用于将合束后的光束耦合进入所述单模保偏光纤；
20、所述单模保偏光纤将耦合后的光束传输至所述偏振调制装置，所述偏振调制装置为如上任一所述的偏振调制装置；
21、所述反馈控制系统与两个所述功率监测组电连接，以获取功率监测信号；
22、所述上位机与所述反馈控制系统电连接，向所述反馈控制系统传输功率参考信号；
23、所述反馈控制系统基于所述功率监测信号和功率参考信号，控制所述声光调制器调制对应光的功率。
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1.一种用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，包括准直器、第一二分之一波片、普克尔盒、准直扩束组件、两个45°反射镜、两个功率监测组、真空腔体、第一四分之一波片和平面反射镜；
2.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，两个所述45°反射镜的受光面与光路呈45°夹角。
3.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述45°反射镜的面型要求RMS≤λ/20，其中λ为入射光波长。
4.根据权利要求2所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述45°反射镜的透射光与反射光分光比不小于为2:98。
5.根据权利要求3所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述平面反射镜的面型要求RMS≤λ/50。
6.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述功率监测组包括至少一个聚焦透镜和至少一个光电探测器，所述聚焦透镜用于将对应45°反射镜透射的激光聚焦至对应所述光电探测器的靶面，所述光电探测器用于将接收到的透射光的功率大小转化为功率监测信号。
<...【技术特征摘要】
1.一种用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，包括准直器、第一二分之一波片、普克尔盒、准直扩束组件、两个45°反射镜、两个功率监测组、真空腔体、第一四分之一波片和平面反射镜；
2.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，两个所述45°反射镜的受光面与光路呈45°夹角。
3.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述45°反射镜的面型要求rms≤λ/20，其中λ为入射光波长。
4.根据权利要求2所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述45°反射镜的透射光与反射光分光比不小于为2:98。
5.根据权利要求3所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述平面反射镜的面型要求rms≤λ/50。
6.根据权利要求1所述的用于原子干涉仪的偏振调制装置，其特征在于，所述功率监测组包括至少一个聚焦透镜和至少一个光电探测器，所述聚焦透镜用于将对应45°反射镜透射的激光聚焦至对应所述光电探测器的靶面，所述光电探测器用于将接收到的透射光的功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：王栋添，宋宏伟，沈楚洋，孙仁平，李德文，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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