[发明专利]一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置

说明书

本发明公开了一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置，包括超低热膨胀系数材料腔体，超低热膨胀系数材料腔体位于真空腔内，超低热膨胀系数材料腔体内设置有多个法布里珀罗腔，每个法布里珀罗腔对应一个入射腔镜、一个出射腔镜、一个入射玻窗、一个出射玻窗、一个光电探测器、一个计算控制器、一个待稳激光器、一个通道第一反射镜、一个透镜和一个通道第二反射镜。本发明能同时锁定多束激光的频率，抑制多束激光频率的长期漂移，节省了空间，降低了成本；使用过程中不需要参考激光或者原子谱线作为参考，使用方便。可广泛用于激光物理、光学频率标准、量子信息等需要激光频率稳定的领域。

技术领域

本发明涉及激光稳频技术，更具体涉及一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置。适用于激光物理、光学频率标准、量子信息等需要激光频率稳定的领域。

背景技术

在光频标及量子信息等实验中，需要多束频率稳定的激光对原子、分子、离子进行冷却和量子态操作，实验要求这些激光频率的长期漂移需低于1MHz/h。而对自由运转的激光器而言，实验室环境中温度变化、振动燥声等影响使其长期漂移达到100MHz/h，因此需对激光进行稳频。实现激光稳频的技术手段有传输腔稳频和饱和吸收谱线稳频，前者需要一台稳定度很高的激光器作为参考，这对在缺少超稳激光器的实验环境中是无法实现的，后者需要有合适的原子分子谱线作为参考，但是对于某些找不到对应原子谱线的激光波长，同样缺乏实现的条件。

传统的法布里珀罗腔稳频方法只能采用一套ULE腔体对一束待稳激光进行稳频，浪费空间，且由于ULE材料的昂贵价格，当实验中需要对多束激光进行稳频时，采用传统方法进行稳频花费的成本将是巨大的。因此，本发明提出一种集成的法布里珀罗腔装置，用一套ULE腔体即可同时锁定多数激光，这种方案节省了空间，极大地节省了成本，操作简单方便。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置，本发明能同时锁定多束激光的频率，抑制多束激光频率的长期漂移。可广泛用于激光物理、频标、量子信息等需要激光频率稳定的领域。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置，包括超低热膨胀系数材料腔体，超低热膨胀系数材料腔体位于真空腔内，超低热膨胀系数材料腔体内设置有多个法布里珀罗腔，每个法布里珀罗腔对应一个入射腔镜、一个出射腔镜、一个光电探测器、一个计算控制器、一个待稳激光器、一个通道第一反射镜、一个透镜和一个通道第二反射镜，入射腔镜和出射腔镜设置在法布里珀罗腔两端，待稳激光器的出射激光依次经过通道第一反射镜、透镜、通道第二反射镜、入射腔镜、法布里珀罗腔、出射腔镜后由光电探测器进行探测获得透射峰，计算控制器控制待稳激光器对出射激光进行调制使得出射激光对应的透射峰最大，透镜使得出射激光的束腰的位置和大小与法布里珀罗腔的束腰的位置和大小相同，且出射激光的束腰的位置位于入射腔镜的中心。

如上所述的法布里珀罗腔为多个。

如上所述的法布里珀罗腔为四个且呈两横两纵分布，且四个法布里珀罗腔的光轴均在同一水平高度。

如上所述的真空腔内压强为10^-6pa以下。

一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置，还包括用于控制真空腔内温度的温度控制器。

如上所述的温度控制器控制真空腔内温度稳定在超低热膨胀系数材料腔体的拐点温度±10mK。

一种能同时进行多束激光稳频的法布里珀罗腔装置进行稳频的方法，包括以下步骤：

步骤1、将超低热膨胀系数材料腔体放置于真空腔内，采用真空泵将真空腔内空气抽出，使真空腔内真空降至10^-6pa以下；

步骤2、测量待稳激光器的出射激光的束腰大小和位置。