一种1.5μm波段的偏振泵浦原子滤光器

摘要

本发明属于原子滤光技术领域，具体涉及一种1.5μm波段的偏振泵浦原子滤光器。该原子滤光器利用偏振抽运光使碱金属原子激发态磁子能级产生原子数差，而原子数差会带来圆双折性，从而使入射光产生旋光作用，实现滤光功能。具体而言，该方案重点针对通信波段最常见的1.5μm波段激光信号，工作原子选取碱金属铷原子，使用780nm半导体激光器对Rb⁸⁷的5S_1/2→5P_3/2进行泵浦，利用Rb⁸⁷的5P_3/2→4D_3/2跃迁制作通信波段的偏振泵浦原子滤光器。由于采用了偏振泵浦的方式实现滤光，该滤光器不需磁场就可实现滤光功能，省去传统滤光器中的磁场部分结构，从而简化滤光器结构，并可将其运用于不需要磁场的特殊情形下。

主权项

一种1.5μm波段的偏振泵浦原子滤光器，其特征在于，所述偏振泵浦原子滤光器配套设置有用于检测滤光效果的1.5μm激光源(12)，所述1.5μm激光源(12)为可调谐的1.5μm激光源，用以产生波长连续变化的1.5μm信号光，从而检测一段连续波长范围内信号光的透射情况；所述偏振泵浦原子滤光器包括：在780nm泵浦光方向上的可调谐的780nm半导体激光器(1)、第一激光隔离器(2)、780nm的四分之一波片(3)、耦合用二向色性镜片(4)、Rb原子蒸汽泡(7)；以及1.5μm激光方向上的孔径光阑(9)、起偏镜(5)、检偏镜(8)以及光电探测器(6)；在780nm泵浦光方向上，所述可调谐的780nm半导体激光器(1)，其用于提供Rb⁸⁷基态5S_1/2到目标激发态5P_3/2的780nm泵浦光，其通过稳频模块将激光波长锁定在泵浦效率最大的位置处；所述第一激光隔离器(2)，其设置于所述780nm半导体激光器(1)的出射路径上，用于确保780nm泵浦光信号单向透过，隔断后级光学器件上反射回来的光信号，避免光反馈对半导体激光器工作模式的影响，造成工作不稳定；所述780nm的四分之一波片(3)，其设置于所述第一激光隔离器(2)透射780nm泵浦光信号后的出射路径上，其用于利用四分之一波片的特性，将入射光信号的左旋圆偏振分量和右旋圆偏振分量分别转变为波片主轴和副轴成±45°角方向上的线偏振光；所述耦合用二向色性镜片(4)，其设置于所述四分之一波片(3)与Rb原子蒸汽泡(7)之间，并设置为对1.5μm光高反射，对780nm光高透射，用于在把780nm泵浦光引入滤光器光路的同时减小信号光的损失；所述Rb原子蒸汽泡(7)，泡采用石英材料制作，其接收所述1.5μm激光源(12)的1.5μm激光以及780nm半导体激光器(1)的780nm泵浦光；Rb原子蒸汽泡(7)通过接收来自780nm半导体激光器(1)的780nm泵浦光，通过偏振泵浦效应使得共振能级附近的光信号偏振方向发生偏转；在1.5μm激光源方向上，所述孔径光阑(9)，其接收来自1.5μm激光源(12)的1.5μm激光，用于调节探测光斑大小，同时阻挡泵浦光；所述起偏镜(5)，其设置于所述孔径光阑(9)与Rb原子蒸汽泡(7)之间，设置为允许线偏振的信号光透过，并使杂散光只有一个线偏振分量透过，然后通过后级正交的检偏镜(8)，将这一部分杂散光也滤除；所述检偏镜(8)，其设置于所述耦合用二向色性镜片(4)的反射光路上，用于滤除杂散光；所述光电探测器(6)，其用于将光信号转换为电信号进行处理，把滤光器透射的光信号转化为电信号记录，由于信号光的波长连续变化，因此连续记录透射的信号光就可以得到以波长为自变量，透射率为值的曲线，也即透射谱。