[实用新型]一种即插式稳频装置

说明书

本实用新型公开了一种即插式稳频装置，包括主体框架及设置在主体框架上的激光器模块、合束分束模块、频谱仪以及调制转移谱稳频模块。激光器模块生成的激光经合束分束模块分束后进入频谱仪以及调制转移谱稳频模块，产生的信号经处理反馈回激光器模块，完成稳频。本实用新型即拥有对于外部环境的抗干扰能力强，结构稳定，占用空间小，易于搭建的优势；同时也因为易于备份的特点，使得光学系统的升级及维护可以迅速完成，满足了大型光学系统长期持续稳定运行的需求。

技术领域

本实用新型用于原子分子光物理研究领域，具体涉及一种即插式稳频装置。

背景技术

目前本领域常用的光学系统主要有两种工作方式：一种是以光学调整架为主体的光学系统，并安置于光学平台的平面上，如文献(Characterization and optimization ofa taperedamplifier by its spectra through a longmulti-pass rubidiumabsorption cell，ChaoZhou等，AppliedOptics，第57卷，P7427-P7434，2018年)；另一种则是将整个光学系统集成于一个光学盒子中，成为专用仪器光学系统，如文献(Compactportable laser system for mobile coldatomgravimeters，Xiaowei Zhang等,Appliedoptics,第57卷，6545—6552页，2018年)。

第一种传统平台光学系统可调整和改进的空间大，适合科学研究用途的光学系统，但也有许多不足之处。首先，传统光学系统的光学器件大多通过螺杆固定，本身稳定性较差，整个光学系统放置于较大的光学平台之上，因此对环境的监控、反馈、控制的要求较高，环境因素的改变对实验系统造成的不良影响较大；由于其空间较大，环境控制也较为困难。对于精密测量这种需要进行长时间积分测量的系统来说，保持其稳定性是一大挑战。其次，传统光学系统改进灵活的特点，导致其缺乏一个统一的标准，实验光学系统的结构常常因人而异，可重复性差，不利于实验参数的固化，也不利于经验技术的长期积累；同时对实验人员的技术要求也比较高。第三，传统平台光学系统可搬运性以及可升级性差，当需要变更实验地点时或者升级实验系统时，需要重新搭建组装光学系统，耗费研究者大量的时间和精力。

第二种专用仪器光学系统有非常好的稳定性和可靠性，但由于只能应用于某些特定的光学系统，难以满足研究性实验中对光学系统具有可调整、优化的需求。集成在盒子中的光学系统结构是固定的、改变空间很小，导致光学系统的可调节性及可升级性很差。一套光学系统基本仅能匹配一种实验，适用范围窄；同时升级光学系统需要重新搭建全部光学系统，使用成本高；此外一旦出现故障，需对整个系统进行维护，耗时长，使得实验系统难以长时间持续运行。以大型的长基线原子干涉仪为例，见文献(ZAIGA:Zhaoshan Long—baseline Atom Interferometer Gravitation Antenna，Ming—Sheng Zhan等，International Journal of Modern Physics D第28卷(1940005)，1—20页，2019年)，该系统长300米，需要同步工作2种以上元素的共计6个不同原子干涉仪。这就要求在系统多处建造庞大复杂的光学系统，同时确保其长期连续运行。由于复杂光学系统老化等因素，光学系统出现故障导致系统中断时常发生。因此，快速的替换故障部分的光学系统是保障大型原子干涉仪高效运行的重要手段。而功能模块化的设计也有利于这种系统在整体运行时，同步进行系统的改进和优化。

本申请是为了满足将来搭建大型光学系统的需求，综合了传统平台光学系统及专用仪器光学系统的优势而设计的激光稳频模块。根据种子光激光器的使用特点，使用拍频锁相稳频及调制转移谱稳频两种稳频方式，将整个稳频光学系统集成于一个盒子中。这种结构即拥有对于外部环境的抗干扰能力强，结构稳定，占用空间小，易于搭建的优势；同时也因为易于备份的特点，使得光学系统的升级及维护可以迅速完成，满足了大型光学系统长期持续稳定运行的需求。

实用新型内容