[发明专利]简并六波混频信号产生及双简并六波混频信号共生装置

权利要求书

1.一种简并六波混频信号产生装置，其特征在于，包括：激光器（1）、第一线偏振片（9）、矢量光产生装置（2）、第二线偏振片（3）、扩束镜（4）、第一空间光滤光片（5）、聚焦透镜（6）、原子分子蒸汽吸收室（7）和第二空间光滤光片（8），所述激光器（1）、第一线偏振片（9）、矢量光产生装置（2）、第二线偏振片（3）、扩束镜（4）、第一空间光滤光片（5）、聚焦透镜（6）、原子分子蒸汽吸收室（7）和第二空间光滤光片（8）依次设置于同一光路上，所述激光器输出的具有高斯分布的激光束经第一线偏振片（9）转化为线偏振入射光，所述线偏振入射光经过所述矢量光产生装置（2）后生成偏振态在光束横截面呈特定规律分布的矢量光场，所述矢量光场经过所述第二线偏振片（3）后生成六束平行分布的同频同相位线偏振光，所述同频同相位线偏振光经所述扩束镜（4）扩束后入射到所述第一空间光滤光片（5），通过所述第一空间光滤光片（5）滤除其中一束光后，剩余五束同频同相位线偏振光经聚焦透镜（6）聚焦于所述原子分子蒸汽吸收室（7），并在原子分子蒸汽吸收室（7）内基于五阶非线性效应产生简并六波混频信号。

2.根据权利要求1所述的简并六波混频信号产生装置，其特征在于，所述激光器输出的高斯激光束的激光波长处于所述原子分子蒸汽吸收室的共振吸收波长处，所述矢量光产生装置（2）由多个半波片拼接而成，各个半波片的快轴方向按照特定规律有序排列，线偏振的激光束通过所述矢量光产生装置（2）时，经过每个半波片的对应光束部分的偏振方向基于该半波片的快轴方向发生对应角度的偏转，从而激光束通过所述矢量光产生装置（2）后，不同光束部分的偏振方向对应于不同半波片的快轴方向而发生不同角度的偏转，最终生成偏振态在光束横截面呈特定规律分布的矢量光场，所述特定规律对应于矢量光产生装置（2）中各半波片的快轴方向的特定排列规律。

3.根据权利要求1或2所述的简并六波混频信号产生装置，其特征在于，所述矢量光产生装置（2）为柱矢量光产生装置，柱矢量光产生装置为由多个半波片拼接而成的涡旋波片，各半波片的快轴方向按照绕圆周一周偏转mπ角度的规律均匀排列，每个半波片基于其快轴方向使入射激光束的偏振方向发生二倍于快轴方向偏转角度的偏转；所述激光器输出的激光束经线偏振处理后再经过所述柱矢量光产生装置后生成偏振态在光束横截面呈轴对称或旋转对称分布的柱矢量光场，所述柱矢量光场偏振方向绕圆周一周的偏转角度为2mπ，其中m表示拓扑荷数，且m=3。

4.根据权利要求1-3任一项所述的简并六波混频信号产生装置，其特征在于，所述第一空间光滤光片（5）在其特定位置具有滤光功能，并滤除特定位置的一束线偏振光，所述第二空间光滤光片的滤光位置与第一空间光滤光片的滤光位置互补；所述激光器是连续可调谐的环形钛宝石激光器，所述激光器输出的激光束经所述矢量光产生装置后生成偏振态在光束横截面呈轴对称分布的矢量光场，所述原子分子蒸汽吸收室（7）为含有铷蒸气的原子分子蒸汽吸收室。

5.一种两组简并六波混频信号共生装置，其特征在于，包括：激光器（1）、第一线偏振片（9）、矢量光产生装置（2）、第二线偏振片（3）、扩束镜（4）、第一空间光滤光片（5）、聚焦透镜（6）、原子分子蒸汽吸收室（7）和第二空间光滤光片（8），所述激光器（1）、第一线偏振片（9）、矢量光产生装置（2）、第二线偏振片（3）、扩束镜（4）、第一空间光滤光片（5）、聚焦透镜（6）、原子分子蒸汽吸收室（7）和第二空间光滤光片（8）依次设置于同一光路上，所述激光器输出的具有高斯分布的激光束经第一线偏振片（9）转化为线偏振入射光，所述线偏振入射光经过所述矢量光产生装置（2）后生成偏振态在光束横截面呈特定规律分布的矢量光场，所述矢量光场经过所述第二线偏振片（3）后生成十二束平行分布的同频同相位线偏振光，所述十二束平行分布的同频同相位线偏振光经所述扩束镜（4）扩束后入射到所述第一空间光滤光片（5），通过所述第一空间光滤光片（5）滤除其中两束同频同相位线偏振光后，剩余十束同频同相位线偏振光分为两组并经聚焦透镜（6）聚焦于所述原子分子蒸汽吸收室（7），在所述原子分子蒸汽吸收室（7）内基于两次五阶非线性效应产生共存的两组简并六波混频信号。