一种通信波段的超窄带激发态法拉第反常色散原子滤光器

摘要

本发明属于空间光通信技术领域，具体涉及一种通信波段的超窄带激发态法拉第反常色散原子滤光器。为有效提高激发态原子滤光器的泵浦效率，并克服因泵浦激光稳频模块导致的光路复杂、环境条件要求高、适应性差以及实用性低的问题，该滤光器去除了外置稳频模块，而是利用滤光器内部的Rb原子蒸汽吸收峰作为频率标准，结构更加简单，工作稳定性更好且效率更高，由于该方案结合多跃迁吸收带的产生原理，采用非常具有针对性的稳频方式，从而能够得到很好的泵浦效果。

主权项

一种通信波段的超窄带激发态法拉第反常色散原子滤光器，其特征在于，所述滤光器包括：半导体激光器（1）、激光隔离器（2）、耦合用二向色性镜片（3）、分光用二向色性镜片（4）、Rb原子蒸汽泡（5）、磁场发生器（6）、加热器（7）、检偏镜（8）、起偏镜（9）、780nm的四分之一波片（10）、偏振分光棱镜（11）、第一光电探测器（12）、第二光电探测器（13）、差分器（14）以及稳频伺服器（15）；所述半导体激光器（1）为可调谐的780nm半导体激光器，其用于提供Rb原子基态5²S_1/2到目标激发态5²P_3/2的泵浦激光；所述激光隔离器（2）用于确保泵浦激光信号单向透过，隔断由后级光学器件上反射回来的光信号；所述耦合用二向色性镜片（3）设置于所述检偏镜（8）与Rb原子蒸汽泡（5）之间，且位于所述激光隔离器（2）的透射光路上，其设置为对1529nm光高透射，并对780nm光高反射，其用于在把泵浦激光引入滤光器光路的同时尽可能减小信号光的损失；所述分光用二向色性镜片（4）设置于所述Rb原子蒸汽泡（5）与起偏镜（9）之间，且位于所述Rb原子蒸汽泡（5）的透射光路上，其设置为对1529nm光高透射，对780nm光高反射，其用于将泵浦光从滤光器光路中提取出来，以备在后级光路中进行稳频，同时尽可能减小信号光的损失；所述Rb原子蒸汽泡（5）设置于所述耦合用二向色性镜片（3）反射光路上，泡采用石英材料制作，其设置为在近红外780nm和1529nm都具备高透射率；所述磁场发生器（6）设置于所述Rb原子蒸汽泡（5）上，其用于产生用于对Rb原子蒸汽泡（5）进行作用的外磁场信号；所述加热器（7）设置于所述Rb原子蒸汽泡（5）上，其用于控制所述Rb原子蒸汽泡（5）的工作温度；所述检偏镜（8）与起偏镜（9）设置于所述Rb原子蒸汽泡（5）的光路两端，所述检偏镜（8）与起偏镜（9）设置为相互正交，所述起偏镜（9）设置为允许线偏振的信号光透过，并使杂散光仅有一个线偏振分量透过；所述检偏镜（8）设置为通过与起偏镜（9）相互正交来过滤掉经起偏镜（9）透过的杂散光线偏振分量；所述780nm的四分之一波片（10），其设置于所述分光用二向色性镜片（4）的反射光路上，其用于将入射光信号的左旋圆偏振分量和右旋圆偏振分量分别变为波片主轴和副轴成一定角度方向上的线偏振光；所述偏振分光棱镜（11）设置于所述四分之一波片（10）的出射路径上，其用于将四分之一波片（10）出射的主轴和副轴方向上的线偏振光分束，在两个方向上出射，从而将光信号的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光分量分别提取出来；所述第一光电探测器（12）用于将把前述提取出的左旋圆偏振光转化为第一电信号并输出至差分器（14）；所述第二光电探测器（13）用于将把前述提取出的右旋圆偏振光转化为第二电信号并输出至差分器（14）；所述差分器（14）用于将输入的第一电信号及第二电信号进行信号相减，生成频率偏移信号；所述稳频伺服器（15）用于根据所述频率偏移信号，生成反馈给所述半导体激光器（1）的控制信号，所述控制信号用于调整半导体激光器（1）的工作频率，修正频率偏移，从而将激光波长锁定在泵浦效率最大的位置上。