本發(fā)明屬于超穩(wěn)光學(xué)參考腔領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于超穩(wěn)激光具有極低的頻率噪聲、較窄的線寬及超高的頻率穩(wěn)定度，使其在光學(xué)原子鐘、引力波探測(cè)、精密測(cè)量等領(lǐng)域具有重要的作用。為了更好地適應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境地需要，我們迫切需要研發(fā)可搬運(yùn)的超穩(wěn)激光器。

2、可搬運(yùn)超穩(wěn)激光的關(guān)鍵在于光學(xué)參考腔的可搬運(yùn)性。pdh激光穩(wěn)頻技術(shù)是目前最常用、最有效的獲得超穩(wěn)激光的方法。在pdh激光穩(wěn)頻技術(shù)中，超穩(wěn)激光的頻率穩(wěn)定度主要取決于光學(xué)參考腔腔長的穩(wěn)定性。環(huán)境中不可避免地振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致參考腔長度變化、光耦合位置變化，這些都會(huì)影響超穩(wěn)激光的性能。

3、為了解決光學(xué)參考腔難以搬運(yùn)的問題，本發(fā)明提供一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔。本發(fā)明設(shè)計(jì)了緊湊的結(jié)構(gòu)，將光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)與光學(xué)參考腔集成起來，方便使用和搬運(yùn)，并且能夠避免搬運(yùn)過程中耦合位置偏移導(dǎo)致的超穩(wěn)激光性能的變化；同時(shí)設(shè)計(jì)了有緩沖減震結(jié)構(gòu)的屏蔽層，避免外界環(huán)境振動(dòng)對(duì)超穩(wěn)激光的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而提出的一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，包括參考腔單元，參考腔單元設(shè)置在屏蔽層內(nèi)，參考腔單元包含腔支撐，腔支撐中豎直開設(shè)腔貫穿柱形孔，腔貫穿柱形孔兩端分別設(shè)置有第一腔鏡和第二腔鏡，腔支撐側(cè)部開設(shè)有與腔貫穿柱形孔連通的抽真空孔道，腔支撐中部設(shè)置有脊環(huán)，耦合支架底部的耦合支架弧面固定臺(tái)的側(cè)部弧面固定在脊環(huán)的外環(huán)側(cè)壁上，耦合支架頂部的耦合支架弧面固定臺(tái)的側(cè)部弧面固定在光耦合組件的耦合面板的側(cè)壁上，腔固定支架頂部的腔固定支架弧面固定臺(tái)固定在脊環(huán)的外環(huán)側(cè)壁上，腔固定支架底部的豎直固定臺(tái)固定在屏蔽層的屏蔽層下蓋板上。

4、如上所述屏蔽層包括屏蔽層上蓋板、屏蔽層下蓋板、屏蔽罩、以及板式彈性支架，板式彈性支架包括支架側(cè)板，支架側(cè)板頂部設(shè)置有水平固定座，支架側(cè)板底部設(shè)置有豎直支撐座，支架側(cè)板中部與內(nèi)側(cè)支板頂部連接，內(nèi)側(cè)支板底部設(shè)置有水平支撐座，屏蔽層上蓋板側(cè)壁上設(shè)置了蓋板上切面，水平固定座固定在上蓋板切面上，水平支撐座側(cè)邊設(shè)有凹槽，緩沖墊置于水平支撐座上的凹槽中，緩沖墊凸出凹槽槽口與屏蔽層下蓋板切面接觸，豎直支撐座固定在外界操作臺(tái)。

5、如上所述光耦合組件包括耦合面板、反射鏡、腔耦合座、以及光纖型準(zhǔn)直器，耦合面板中開設(shè)有面板貫穿柱形孔，腔耦合座設(shè)置在耦合面板上，腔耦合座上開設(shè)有縱向貫通孔和橫向孔，縱向貫通孔縱向貫通腔耦合座，縱向貫通孔頂端設(shè)置有反射鏡，橫向孔一端與縱向貫通孔連通且延伸方向經(jīng)過反射鏡，另一端固定有光纖型準(zhǔn)直器，反射鏡與水平面呈設(shè)定角度，縱向貫通孔、面板貫穿柱形孔與腔貫穿柱形孔位于同一中心線。

6、如上所述板式彈性支架板為多個(gè)且以腔支撐的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。

7、如上所述腔固定支架為多個(gè)且以腔支撐的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布，耦合支架為多個(gè)且以腔支撐的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。

8、如上所述腔固定支架和耦合支架的個(gè)數(shù)相同，腔固定支架和耦合支架等方位角間隔分布。

9、如上所述腔固定支架包括腔支撐板，腔支撐板頂端內(nèi)側(cè)和底端內(nèi)側(cè)分別設(shè)置腔固定支架弧面固定臺(tái)和豎直固定臺(tái)，腔固定支架弧面固定臺(tái)包括固定凸起塊、轉(zhuǎn)接塊和弧形固定塊，固定凸起塊與腔支撐板連接，固定凸起塊內(nèi)側(cè)面通過轉(zhuǎn)接塊與弧形固定塊的外側(cè)面連接，弧形固定塊內(nèi)側(cè)面為與脊環(huán)外形適配的弧面。

10、如上所述耦合支架包括耦合板，耦合板頂端內(nèi)側(cè)和底端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有耦合支架弧面固定臺(tái)，耦合支架弧面固定臺(tái)外側(cè)面與耦合板平齊，耦合支架弧面固定臺(tái)內(nèi)側(cè)面為與脊環(huán)外形適配的弧面。

11、如上所述腔支撐包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置且錐底面連接的錐體，錐底面連接處設(shè)置有脊環(huán)。

12、如上所述緩沖墊材質(zhì)為聚酰亞胺或聚四氟乙烯。

13、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

14、本發(fā)明將光耦合組件與參考腔單元集成起來，方便使用和搬運(yùn)；設(shè)計(jì)的腔固定支架和耦合支架均具有緩沖減震的功能，能夠減弱外界環(huán)境振動(dòng)對(duì)參考腔單元的影響；同時(shí)在參考腔單元還設(shè)計(jì)了有緩沖減震的屏蔽層，更進(jìn)一步減弱外界環(huán)境對(duì)超穩(wěn)激光的影響。三重防護(hù)，使得外界環(huán)境振動(dòng)對(duì)參考腔單元的影響最小。

技術(shù)特征：

1.一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，包括參考腔單元（2），其特征在于，參考腔單元（2）設(shè)置在屏蔽層（1）內(nèi)，參考腔單元（2）包含腔支撐（21），腔支撐（21）中豎直開設(shè)腔貫穿柱形孔，腔貫穿柱形孔兩端分別設(shè)置有第一腔鏡（221）和第二腔鏡（222），腔支撐（21）側(cè)部開設(shè)有與腔貫穿柱形孔連通的抽真空孔道，腔支撐（21）中部設(shè)置有脊環(huán)（26），耦合支架（24）底部的耦合支架弧面固定臺(tái)（241）的側(cè)部弧面固定在脊環(huán)（26）的外環(huán)側(cè)壁上，耦合支架（24）頂部的耦合支架弧面固定臺(tái)（241）的側(cè)部弧面固定在光耦合組件（25）的耦合面板（251）的側(cè)壁上，腔固定支架（23）頂部的腔固定支架弧面固定臺(tái)（231）固定在脊環(huán)（26）的外環(huán)側(cè)壁上，腔固定支架（23）底部的豎直固定臺(tái)（232）固定在屏蔽層（1）的屏蔽層下蓋板（112）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽層（1）包括屏蔽層上蓋板（111）、屏蔽層下蓋板（112）、屏蔽罩（12）、以及板式彈性支架（13），板式彈性支架（13）包括支架側(cè)板（136），支架側(cè)板（136）頂部設(shè)置有水平固定座（133），支架側(cè)板（136）底部設(shè)置有豎直支撐座（134），支架側(cè)板（136）中部與內(nèi)側(cè)支板（137）頂部連接，內(nèi)側(cè)支板（137）底部設(shè)置有水平支撐座（135），屏蔽層上蓋板（111）側(cè)壁上設(shè)置了蓋板上切面（14），水平固定座（133）固定在上蓋板切面（14）上，水平支撐座（135）側(cè)邊設(shè)有凹槽，緩沖墊（131）置于水平支撐座（135）上的凹槽中，緩沖墊（131）凸出凹槽槽口與屏蔽層下蓋板切面（15）接觸，豎直支撐座（134）固定在外界操作臺(tái)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述光耦合組件（25）包括耦合面板（251）、反射鏡（252）、腔耦合座（253）、以及光纖型準(zhǔn)直器（254），耦合面板（251）中開設(shè)有面板貫穿柱形孔，腔耦合座（253）設(shè)置在耦合面板（251）上，腔耦合座（253）上開設(shè)有縱向貫通孔和橫向孔，縱向貫通孔縱向貫通腔耦合座（253），縱向貫通孔頂端設(shè)置有反射鏡（252），橫向孔一端與縱向貫通孔連通且延伸方向經(jīng)過反射鏡（252），另一端固定有光纖型準(zhǔn)直器（254），反射鏡（252）與水平面呈設(shè)定角度，縱向貫通孔、面板貫穿柱形孔與腔貫穿柱形孔位于同一中心線。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述板式彈性支架（13）板為多個(gè)且以腔支撐（21）的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述腔固定支架（23）為多個(gè)且以腔支撐（21）的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布，耦合支架（24）為多個(gè)且以腔支撐（21）的縱向中心軸中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述腔固定支架（23）和耦合支架（24）的個(gè)數(shù)相同，腔固定支架（23）和耦合支架（24）等方位角間隔分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述腔固定支架（23）包括腔支撐板（233），腔支撐板（233）頂端內(nèi)側(cè)和底端內(nèi)側(cè)分別設(shè)置腔固定支架弧面固定臺(tái)（231）和豎直固定臺(tái)（232），腔固定支架弧面固定臺(tái)（231）包括固定凸起塊（2311）、轉(zhuǎn)接塊（2312）和弧形固定塊（2313），固定凸起塊（2311）與腔支撐板（233）連接，固定凸起塊（2311）內(nèi)側(cè)面通過轉(zhuǎn)接塊（2312）與弧形固定塊（2313）的外側(cè)面連接，弧形固定塊（2313）內(nèi)側(cè)面為與脊環(huán)（26）外形適配的弧面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合支架（24）包括耦合板（242），耦合板（242）頂端內(nèi)側(cè)和底端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有耦合支架弧面固定臺(tái)（241），耦合支架弧面固定臺(tái)（241）外側(cè)面與耦合板（242）平齊，耦合支架弧面固定臺(tái)（241）內(nèi)側(cè)面為與脊環(huán)（26）外形適配的弧面。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述腔支撐（21）包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置且錐底面連接的錐體，錐底面連接處設(shè)置有脊環(huán)（26）。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖墊（131）材質(zhì)為聚酰亞胺或聚四氟乙烯。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有抗振結(jié)構(gòu)的可搬運(yùn)光學(xué)參考腔系統(tǒng)，參考腔單元設(shè)置在屏蔽層內(nèi)，參考腔單元包含腔支撐，腔支撐中豎直開設(shè)腔貫穿柱形孔，腔貫穿柱形孔兩端分別設(shè)置有第一腔鏡和第二腔鏡，腔支撐側(cè)部開設(shè)有抽真空孔道，腔支撐中部設(shè)置有脊環(huán)，耦合支架底部和頂部分別與脊環(huán)的外環(huán)側(cè)壁和光耦合組件連接，腔固定支架頂部和底部分別與脊環(huán)的外環(huán)側(cè)壁和屏蔽層的屏蔽層下蓋板連接。屏蔽層包括屏蔽層上蓋板、屏蔽層下蓋板、屏蔽罩、以及板式彈性支架。本發(fā)明腔固定支架和耦合支架均具有緩沖減震的功能，能夠減弱外界環(huán)境振動(dòng)對(duì)參考腔單元的影響；同時(shí)在參考腔單元還設(shè)計(jì)了有緩沖減震的屏蔽層，更進(jìn)一步減弱外界環(huán)境對(duì)超穩(wěn)激光的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：彭建康,茹媛,李劉鋒,陳李生,李振千
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26