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原子吸收谱和稳频系统
产品名称 原子吸收谱和稳频系统
产品型号 可定制,一体化、工程化光路设计
产品概述 1、饱和吸收谱装置:两束光以相反方向通过原子吸收气室。通过探测器得到原子饱和吸收峰谱信号,用作激光稳频的参考频率用。整个装置一体化设计、小巧紧凑、可搬运。 2、激光器稳频系统:由ECDL激光器、隔离器、原子气室饱和谱、稳频器、探测器组成的系统。系统是将激光器的波长通过稳频器锁定在原子饱和吸收峰上。一体化装置,稳定性好,可搬运。
 

国内真正的原子物理技术!山西大学光电所、北京大学技术!

 

应用领域: 冷原子、原子钟、光钟、原子磁力计、原子惯性陀螺、原子重力干涉仪、里德堡原子、EIT和BEC、腔QED、受激拉曼四波混频、精密测量。

特用于原子铷  铯  钠  锂  锶  钙  钾  汞  氦  镱 ,铝离子、碘分子、乙炔

 

1、< 原子饱和吸收谱装置 > 

2、< 激光器及原子稳频系统 > 

 

    1、原子饱和吸收谱装置  

    铷原子气室

       

产品特点:

泵浦光、探测光双向光路

可用于多种原子

紧凑稳定的一体设计

 
原理介绍:

    光路原理和吸收谱系统将输入到装置的激光分为两束,一束是较强的泵浦光束,一束为较弱的探测光束,再令两束光以几乎完全相反的方向通过原子吸收泡。足够强泵浦光束与原子作用后,原子被泵激至激发态当其吸收能力达到饱和以后,就不能再吸收光量子。此时较弱的探测光束就可以不被吸收地通过样品通过光电检测器对这些探测光信号进行处理得到饱和吸收谱。用作激光稳频的参考频率用。

饱和吸收光谱技术的基本设计是,由一束较强的激光(pump beam)通过空间烧孔(space hole burning)效应在气体原子的速度分布上把某一类速度的原子(该速度对应于多普勒效应下pump beam的吸收谱)激发。然后,观测另外两束较弱激光(probe beam 和 reference beam)的吸收光谱。其中,probe beam与pump beam需要重合,reference beam则尽量保证与probe beam光路相同和避免被pump beam影响。然后,通过将probe beam和reference beam的吸收信号相减,就得到了饱和吸收光谱信号。

        饱和吸收光谱技术是一种在原子汽室中直接获得消除多普勒增宽的简便激光光谱方法,它是一种高分辨率光谱,广泛应用于激光频率标准、激光冷却等方面。饱和吸收光谱技术有效的消除了多普勒增宽对谱线的影响,实现了对亚多普勒线宽的原子、分子气体样品的吸收谱线的探测。其基本物理原理是将传播方向相反而路径基本重合的两束光(泵浦光与探测光)穿过气体样品,当激光频率扫描到其原子或分子的精细能级的共振频率时,根据多普勒效应,只有在探测光路径上速度分量为零的那部分原子或分子由于其多普勒频移为零,才能同时与泵浦光和探测光发生共振相互作用,由于相对较强的泵浦光使这部分原子在基态的数目减少,所以对探测光的吸收减少,因而谱线呈吸收减弱的尖峰即超精细跃迁峰,此峰对应固定不变的波长频率,所以可以用来作为激光稳频的参考频率点。

    组成:   由原子气室、各种厚度反射镜、探测器、一体化整体结构

    适用原子:铷  铯  钠  锂  锶  钙  钾  汞  氦 镱 

 
 参数指标:
 技术参数

 

序号

指标类型

  参数   型号:DOPPLOR-原子

1

原子类型

Cs Rb Ca Sr  Na Li K He Hg Yb

2

探测器信号电压幅度

<10V

3

输入光功率

<1mW

4

光路结构

直形光路;环形光路  (可定制)

5

探测器

单路探测(含多普勒背景);双路差分探测(消多普勒背景)

6

供电电压

±12V DC

 

 

      2、< 激光器及原子稳频系统 > 

此是一体化设计的系统

 原理描述:

   激光稳频系统的原理,用原子分子样品或谐振腔作为频率参考,光束与原子分子样品或谐振腔作用后,通过光电检测器对这些吸收光信号进行处理可以得到激光波长与参考波长的差异关系用此差异量作为反馈回路来调整激光器的波长,使之与参考的频率或波长锁定一致。系统涉及到:外腔激光器(ECDLDFBDBRVCSELVBG)、光隔离器、原子分子吸收谱或参考腔、调制器、探测器、PID稳频电路。客户可根据实际定制原理样机或小型化集成产品,公司可提供成套设备和技术设计服务。

 组成:   外腔激光器、光隔离器、原子分子吸收谱装置或参考腔、调制器、探测器、PID稳频电路组成,一体化整体结构。

 适用原子:铷  铯  钠  锂  锶  钙  钾  汞  氦  镱 

 

激光稳频系统原理图      一体化设计实物图

 

     原子饱和谱   消doppler背景饱和谱

 
另附
几种常见的稳频方法:
 
1、原子饱和吸收谱法
                
 
2、双色谱法
           
 
3、PDH锁法
                 
 
4、调制转移光谱法
               
 
 
应用领域:
原子物理
量子光学
光谱物理
引力波探测
  
参考文献:
1)铯饱和吸收光谱装置的简化设计及谱线的观测

常宏 李利平 张俊香 《量子光学学报》2001年03期   山西大学

 
2)铯原子调制转移光谱在激光稳频中的应用
刘涛,闫树斌,李利平,雷宏香,张天才,王军民...《光子学报》, 2003, 32(1):5-8 山西大学
 
3)激光二极管相对于铯饱和吸收D2线的无调制扰动三次谐波锁频
 刘涛 雷宏香 闫树斌 李利平 张天才 王军民 《光学学报》vol.22,No10(2002) p1181
 
4)铯原子D2线调制转移光谱的实验研究
刘涛  李利平  闫树斌  雷宏香  张天才  王军民     < 中国激光> 30卷 9期(pp:791-794)
 
闫树斌 王彦华 刘涛 张天才 王军民 《光学学报》vol.24,No10(2004) p1335
 
6  LD相对于铯原子超精细跃迁线的偏频锁定
王军民  张天才  谢常德  彭堃墀   《中国激光》vol.26,No3(1999) p248
 
王军民  杨炜东  谢常德  彭堃墀   《光学学报》vol.19,No4(1999) p463
 
    Junmin Wang, Shubin Yan,Ynhua Wang,Taoliu,Tiancai Zhang,Jpn.J.Appl.Phys.,vol.43,No3(2004) p.1168
  
9)半导体激光器的稳频稳相以及在原子光学中的应用
张璋 - 《浙江大学》 - 2009 

10)半导体激光器稳频系统研制及其在原子干涉仪中的应用
薛洪波《中国地质大学(北京)》, 2009
 
11)光栅外腔半导体激光器的设计制作与稳频
李建 - 《山西大学》 - 2012 
 
12)几种半导体激光器稳频方案的比较
江开军,王谨,李可,何明,涂鲜花,...    武汉物理学会成立70周年庆典暨学术年会,  2002
 
13)采用Zeeman效应与饱和吸收法的激光器稳频
  马红玉 [1] 徐震 [2] 王育竹 [2]OPTO-ELECTRONIC ENGINEERING 2006年3期   中科院上海光机所

14)铯分子饱和吸收谱的半导体激光器稳频

孟腾飞武跃龙姬中华武寄洲赵延霆,...《中国激光》201037(5):1182-1185

15)半导体激光器稳频方法的对比研究

孙黎 中北大学, 2015

 

 
 
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