[发明专利]用于铷原子光极化的高精度光功率稳定装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于铷原子光极化的高精度光功率稳定装置，其特征在于：所述装置包括激光器(1)、可调衰减片(2)、铷原子气室(3)、加热池(4)、加热池控制器(5)、二分之一波片(6)、偏振分光镜(7)、一号光探测器(801)、二号光探测器(802)、数据采集卡(9)、计算机(10)；

所述激光器(1)出射的线偏振激光经过可调衰减片(2)和铷原子气室(3)后，通过二分之一波片(6)改变线偏振光轴，再经过偏振分光镜(7)后分为两束，分别照射在一号光探测器(801)和二号光探测器(802)上；数据采集卡(9)采集一号光探测器(801)和二号光探测器(802)输出的信号传递给计算机(10)；计算机(10)通过分析一号光探测器(801)和二号光探测器(802)探测得到的光强信号，调整加热池控制器(5)输出的加热驱动电流，经由加热池(4)对铷原子气室(3)进行温度控制，铷原子气室(3)由于温度的改变导致气室内铷原子蒸汽密度的改变，从而导致吸收的光强发生变化，最终实现所述高精度光功率稳定装置的输出光强度进行高精度的调整和稳定；

所述的激光器(1)为铷原子光极化提供光源；所述的可调衰减片(2)用于初步调整光功率；所述的铷原子气室(3)用于吸收透过光；所述的加热池(4)用于对铷原子气室(3)进行温度控制；所述的加热池控制器(5)为输出可调的高精密电流源，为加热池(4)提供驱动电流；所述的二分之一波片(6)和偏振分光镜(7)用于调节进入一号光探测器(801)和二号光探测器(802)的光功率大小；所述的数据采集卡(9)用于采集一号光探测器(801)和二号光探测器(802)探测得到的光强信号，输入计算机(10)，并将计算机(10)计算得到的控制信号输出给加热池控制器(5)；所述的计算机(10)通过分析一号光探测器(801)和二号光探测器(802)探测得到的光强信号，调整加热池控制器(5)输出的加热驱动电流。

2.一种权利要求1所述高精度光功率稳定装置的使用方法，其特征在于，该方法具体包含以下步骤：

步骤一、搭建如权利要求1所述高精度光功率稳定装置；

步骤二、所述激光器(1)出射的线偏振激光经过可调衰减片(2)和铷原子气室(3)后，再经过偏振分光镜(7)后分为两束，分别照射在一号光探测器(801)和二号光探测器(802)上；

步骤三、确定照射在一号光探测器(801)和二号光探测器(802)的光强比例：加热池控制器(5)无输出，铷原子气室(3)处于室温，通过旋转二分之一波片(6)改变线偏振光轴，调节激光器(1)输出激光透过偏振分光镜(7)照射在一号光探测器(801)和二号光探测器(802)的光强比例；

步骤四、由所述高精度光功率稳定装置期望的输出光强度，确定一号光探测器(801)的目标光信号强度：撤掉二号光探测器(802)，原本照射在二号光探测器(802)的光为所述高精度光功率稳定装置的输出光，照射在一号光探测器(801)的光为所述高精度光功率稳定装置的目标光；根据所述高精度光功率稳定装置期望的输出光强度以及步骤三得到的一号光探测器(801)和二号光探测器(802)的光强比例，确定一号光探测器(801)的目标光信号强度；

步骤五、初步调整所述高精度光功率稳定装置的输出光强度：通过旋转可调衰减片(2)使所述高精度光功率稳定装置的输出光强度略高于期望的输出光强度，使输出光强度高出期望的输出光强度值保持在10mW以内；

步骤六、对所述光功率稳定装置的输出光强度进行高精度调整和稳定：计算机(10)通过判断二号光探测器(802)与目标光信号强度之间的差距，控制加热池控制器(5)输出的加热驱动电流，从而控制加热池(4)改变铷原子气室(3)的温度，铷原子气室(3)由于温度的改变导致气室内铷原子蒸汽密度的改变，从而导致吸收的光强发生变化，最终实现所述高精度光功率稳定装置的输出光强度进行高精度的调整和稳定。