[发明专利]一种采用气固界面亚多普勒反射光谱偏频稳频装置及方法

权利要求书

1.一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频装置，包括激光器（1）及其驱动装置，其特征在于，激光器（1）的出射光路上顺次设有半波片（2）和第一偏振分光棱镜（3），第一偏振分光棱镜（3）的反射光路上设有内充碱金属原子蒸汽的蒸汽池（6）；蒸汽池（6）与第一偏振分光棱镜（3）的反射光路对应的入射面设有楔形反射面（61）；楔形反射面（61）的水平面部分位于外侧且与第一偏振分光棱镜（3）的反射光路垂直；楔形反射面（61）的斜面部分位于内侧，楔形反射面（61）的斜面部分的反射光路上设有全反镜（8）；全反镜（8）的反射光路上顺次设有四分之一波片（9）和第二偏振分光棱镜（10）；第二偏振分光棱镜（10）的反射光路上设有第一光电探测器（11），第二偏振分光棱镜（10）的透射光路上设有第二光电探测器（12），第一、第二光电探测器的信号输出端共同连接有减法器（13）；所述减法器（13）的信号输出端连接有比例积分电路（14）；比例积分电路（14）的信号输出端与激光器（1）的驱动装置相连接；所述蒸汽池（6）外部环绕有磁场线圈（7），磁场线圈（7）的磁场走向与第一偏振分光棱镜（3）的反射光路走向平行。

2.如权利要求1所述的一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频装置，其特征在于，还包括位于第一偏振分光棱镜（3）透射光路上的饱和吸收光谱装置（4），饱和吸收光谱装置（4）的出射端设有第三光电探测器（5），第三光电探测器（5）的信号输出端连接有示波器（15）；所述减法器（13）的另一个信号输出端也与示波器（15）相连接。

3.如权利要求1或2所述的一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频装置，其特征在于，蒸汽池（6）的外部包覆有加热炉（16），加热炉（16）上与第一偏振分光棱镜（3）的反射光路对应的位置处开有入射孔。

4.如权利要求1或2所述的一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频装置，其特征在于，所述蒸汽池（6）内充铷原子蒸汽。

5.如权利要求3所述的一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频装置，其特征在于，所述蒸汽池（6）内充铷原子蒸汽。

6.一种采用气固界面亚多普勒反射光谱的偏频稳频方法，采用如权利要求2所述的装置，其特征在于，包括如下步骤：激光器（1）出射的线偏振激光通过半波片（2），通过半波片（2）后的该线偏振光经过第一偏振分光棱镜（3）反射后入射至内部充有碱金属原子蒸汽的蒸汽池（6）；蒸汽池（6）的楔形反射面（61）的斜面作为气固界面，气固界面处的碱金属原子在磁场线圈（7）的作用下产生法拉第效应，使反射光谱在气固界面产生分裂，分裂后的反射光谱经全反镜（8）反射后又经四分之一波片（9）及第二偏振分光棱镜（10）分成左旋光和右旋光，第一、第二光电探测器分别采集左旋光和右旋光并将其转换为相应的电信号，减法器（13）将上述两路电信号相减获得鉴频信号，该鉴频信号分为两路，其中一路输入至比例积分电路（14）并经过运算后送入驱动装置，实现激光器（1）的频率锁定；经过第一偏振分光棱镜（3）透射后的激光经饱和吸收光谱装置（4）后被第三光电探测器（5）采集并由示波器（15）记录，此记录信号作为无多普勒饱和吸收光谱；鉴频信号的另一路由示波器（15）记录并与饱和吸收光谱作对比。