冷原子重力仪单激光器系统倍频方法
2021-03-15王杰英孔德龙裴栋梁王建龙刘为任赵小明
王杰英,孔德龙,2,裴栋梁,王建龙,刘为任,2,赵小明,2
(1. 天津航海仪器研究所,天津 300131;2. 中国船舶集团有限公司航海保障技术实验室,天津 300131)
近年来,原子干涉仪已逐步用于重力[1-4]、重力梯度[5,6]、转动[7,8]和基础物理常数[9,10]的测量中,为了适应外场环境,大多数该类传感器的测量要求系统具有高可靠性和可运输的特点,在过去几年法国Muquants公司、武汉物理与数学研究所、浙江工业大学和华中科技大学等研究小组开展了相关研究工作。法国Muquants公司研制的商用重力仪激光系统采用全光纤结构,各功能激光由四台激光源提供,激光器间的相位通过拍频锁相来控制,光路系统采用全光纤器件,系统稳定性好,适用于外场环境测量。但激光器使用数量较多,不利于系统的小型化[11]。武汉物理与数学研究所詹明生研究小组研制的最新重力仪激光系统由一台780 nm光纤激光器经电光调制器(Electro-Optic Modulator, EOM)调制产生,系统结构紧凑,小型化潜力很大,但是对应波段器件成熟度与通讯波段相比较差[12]。浙江工业大学林强研究小组的最新激光系统采用两台 1560 nm 分布反馈布拉格(Distributed-Feedback Bragg, DFB)激光器倍频获得,两台激光器通过拍频锁相实现相位关联[13]。华中科技大学胡忠坤研究小组早期采用三台外腔半导体激光器的方案实现小型化系统搭建,激光器使用数量较多[14],2019年该小组报道了结构更加紧凑的基于单个1560 nm DFB种子激光的重力仪光学系统[15]。德国Bresson研究小组于2015年报道了用于87Rb原子干涉仪的单激光器倍频系统,该系统通过快速大范围调谐技术,实现了一套高稳定性的船用干涉仪激光系统[16]。……
