刘强+卓艳男+刘超+王家兴+牟海维

摘要： 分析了二向色性原子蒸气激光频率锁定（dichroic atomic vapor laser lock，DAVLL）技术稳定激光器频率的原理，并采用DFB894.6 nm半导体激光器和Cs原子气室搭建稳频实验装置。实验测量了不同磁场条件下的DAVLL光谱，发现Cs原子D1线的DAVLL光谱零值点处的斜率随磁场强度增加而增大，但谱线零点斜率不随磁场变化。根据半导体激光器锁频原理设计制作了驱动电路，测试结果表明，该稳频装置的短时频率稳定度达16 MHz。

关键词： 激光稳频； 塞曼效应； 电流源； Cs原子

中图分类号： O 433文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.06.018

引言由于半导体激光器的体积小，操作方便使其在光学领域得到广泛的应用，如在冷原子实验、原子钟、原子磁力仪中均采用半导体激光器作为抽运光源，并且实验中需将激光器的工作频率锁定在原子超精细共振线处[13]。常用的半导体激光器的稳频方案通常采用饱和吸收谱（SAS）技术，但这种方法需要外加调制信号，增大激光的频率噪声[4]；同时，在原子磁力仪系统中，抽运光的工作频率将影响被抽运原子的极化率，进而影响磁力仪灵敏度[5]。为此，研究了二向色性原子蒸气激光稳频技术（dichroic atomic vapor laser lock，DAVLL），该方法无需外加调制信号，非常适用于原子磁力仪激光器频率锁定[67]。本文采用DFB894.6 nm半导体激光器和铯（Cs）原子气室搭建了DAVLL稳频装置，测量了不同磁场条件下的DAVLL谱，并采用DAVLL谱实现分布反馈半导体激光器频率锁定。1DAVLL原理DAVLL技术的基本原理如图1（a）所示[8]，在磁场中原子二能级跃迁模型Fg=1→Fe=0的基态能级因塞曼效应将产生分裂和移动，频移量为gμB，其中g、μ和B分别表示朗德因子、玻尔磁子和磁感应强度。……