基于主动光钟掺钕钇铝石榴石1064nm与铯原子1359nm好坏腔双波长光频标装置的制作方法

技术特征：

1.一种基于主动光钟的掺钕钇铝石榴石1064nm与铯原子1359nm的好坏腔双波长光频标的产生装置，其特征在于所述装置包括设置在同一光路上的法珀腔(3)、设置在法珀腔(3)左侧的808nm泵浦激光器(1)和设置在法珀腔(3)右侧的459nm泵浦激光器(12)，所述法珀腔(3)与459nm泵浦激光器(12)之间设置多色镜(10)；

所述法珀腔(3)的两端设置第一腔镜(4)和第二腔镜(8)，第一腔镜(4)镀808nm激光的增透膜和1359nm与1064nm激光的反射膜，第二腔镜(8)镀459nm激光的增透膜和1359nm与1064nm激光的部分反射膜；

所述法珀腔(3)中设有位于第一腔镜(4)和第二腔镜(8)之间的nd：yag晶体(5)；nd：yag晶体(5)与第二腔镜(8)之间设置充有铯原子气体为增益介质的封闭室(6)；

所述产生装置还包括双色分光镜(16)和超稳谐振腔(14)，双色分光镜(16)设置在多色镜(10)的反射光光路上，所述超稳谐振腔(14)将双色分光镜(16)输出的好腔信号锁定在超稳谐振腔(14)上并反馈控制第一腔镜(4)；

808nm泵浦激光器(1)发出808nm泵浦激光(2)通过第一腔镜(4)，经所述808nm激光的增透膜和1359nm与1064nm激光的反射膜后从左侧进入法珀腔(3)入射至nd：yag晶体(5)，将nd：yag晶体(5)激发至激发态并受激辐射出1064nm的激光；

经饱和吸收谱锁定的459nm泵浦激光器(12)发出泵浦激光通过第二腔镜(8)，经所述459nm激光的增透膜和1359nm与1064nm激光的部分反射膜后从右侧进入法珀腔(3)，入射至封闭室(6)，将封闭室(6)中所述铯原子气体从基态能级激发至7p1/2能级，并自发辐射1359nm荧光，在法珀腔(3)作用下形成激光自激振荡，达到阈值后从第二腔镜(8)输出双波长好坏腔信号(9)，所述双波长好坏腔信号(9)包括属于好腔工作模式的1064nm激光和属于坏腔工作模式的1359nm激光；

所述双波长好坏腔信号(9)经过多色镜(10)反射后入射到双色分光镜(16)，经双色分光镜(16)得到好腔信号(15)和坏腔信号(17)，将所述好腔信号(15)锁定在超稳谐振腔(14)上，用于反馈控制第一腔镜(4)，稳定法珀腔的腔长，并对输出的坏腔信号(17)进行测量。

2.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于所述多色镜(10)镀对459nm波长激光的高透膜和对1359nm与1064nm波长激光的高反膜。

3.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于所述铯原子气体温度为85-100℃。

4.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于所述产生装置还包括锁定459nm激光器(12)输出频率的饱和吸收谱稳频系统(13)。

5.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于808nm泵浦激光(2)的光强是0.5-1.5w，经过饱和吸收谱稳频系统(13)稳频率的459nm泵浦激光(11)的光强是10-20mw。

6.根据权利要求1所述的产生装置，其特征在于通过饱和吸收谱稳频系统(13)，将459nm激光器(12)输出激光(11)的稳频到铯原子6s1/2-7p1/2跃迁谱线上。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述封闭室(6)是填充铯原子的玻璃泡或真空室。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于通过pound-drever-hall稳频方法将好腔激光(15)的频率锁定于超稳谐振腔(14)上。

技术总结
本发明提供基于主动光钟的掺钕钇铝石榴石1064nm与铯原子1359nm的好坏腔双波长光频标的产生装置，包括法珀腔(3)、808nm泵浦激光器(1)和459nm泵浦激光器(12)，法珀腔(3)中有Nd：YAG晶体(5)和封闭室(6)；808nm激光入射至Nd：YAG晶体，辐射出1064nm的激光；459nm激光封闭室(6)中铯原子气体从基态能级激发至7P1/2能级，并自发辐射1359nm荧光，最终从第二腔镜(8)输出属于好腔工作模式的1064nm激光和属于坏腔工作模式的1359nm激光。本发明在室温下实现亚毫赫兹量级的1064nm好腔激光信号和毫赫兹级1359nm坏腔激光信号并具有长期稳定度。

技术研发人员：陈景标;潘多;史田田;曹芳凝
受保护的技术使用者：温州激光与光电子协同创新中心
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021.07.20