基于MgO:PPLN波導的1560nm至780nm高效倍頻技術，冷原子干涉技術通過銣原子冷卻與物質(zhì)波干涉孵构，實現(xiàn)了對于重力加速度的精密測量屁商。由于Covesion PPLN波導在惡劣環(huán)境下的魯棒性，可以當擔在重力儀中的波長轉(zhuǎn)換產(chǎn)生冷卻光和拉曼光的重任颈墅。
重力是地球生命熟悉的自然力量蜡镶，它無時無刻不在塑造著我們的shi界——從腳下土壤的微妙變化到宇宙天體的運行軌跡。為了精確捕捉這些重力場恤筛，重力儀應運而生官还，專門用于測量地球或者其他天體表面的重力加速度及其微小變化。為地球科學叹俏、地質(zhì)勘探妻枕、環(huán)境監(jiān)測和空間科學等領域提供了重要數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的重力儀基于經(jīng)典物理粘驰，包括測量附著質(zhì)量后彈簧的伸長量或通過激光測量自由下落的角錐棱鏡加速度等方法屡谐，盡管這些技術已經(jīng)獲得了極大的改進與優(yōu)化，但它們?nèi)钥赡艹霈F(xiàn)漂移蝌数，并且容易受到制造和維護公差的影響愕掏，例如機械磨損。
隨著量子與激光技術的發(fā)展顶伞，激光冷卻技術可將原子冷卻甚至接近絕對零度饵撑，捕獲并且操控原子剑梳，這些技術為冷原子干涉儀（Cold atom interferometers, CAIs）奠定了基礎。憑借其較高靈敏度滑潘，優(yōu)良的穩(wěn)定性以及較小的漂移等特點垢乙，被應用于加速度計、陀螺儀语卤、重力儀等新型慣性傳感器追逮。利用冷原子的物質(zhì)波特性儒洛，通過物質(zhì)波干涉實現(xiàn)對重力加速度的精密測量铝量，以原子在重力場中的相位變化，反演重力場的微小變化婿禽。重力儀采用了馬赫-曾德爾干涉儀的結構眼滤，用物質(zhì)波替代了光波巴席，具有更高的相位敏感度。通過拉曼脈沖序列（π/2-π-π/2）實現(xiàn)冷原子的相干操控诅需，分別發(fā)生分束漾唉、反射和合束，實現(xiàn)物質(zhì)波干涉诱担。
圖1 拉曼光脈沖原子干涉儀原理示意圖
下圖所示的是當前應用廣泛的自由下落式冷原子重力儀方案毡证。2D MOT中得到的冷原子源被傳輸至3D MOT中电爹，將原子進一步冷卻至微開（μK）量級蔫仙。隨著3D MOT磁場和冷卻激光的關閉，原子被釋放并在重力作用下自由下落丐箩。在下落的過程中摇邦，上方發(fā)射的拉曼脈沖序列，經(jīng)過原子的選態(tài)屎勘、干涉和探測后施籍，從干涉條紋推算出重力加速度g的微小變化。
圖2 冷原子重力儀示意圖
Gravity sensing: cold atom trap onboard a 6U CubeSat
CASPA（Cold Atom Space PAyload）項目由Innovate UK和工程與物理科學研究委員會（EPSRC）資助概漱，伯明翰大學擔任科學牽頭方丑慎，聯(lián)合XCAM、Clyde Space瓤摧、Covesion竿裂、Gooch & Housego和南安普頓大學共同參與。其核心內(nèi)容是在一個6U 立方體衛(wèi)星CubeSat上的星載冷原子阱系統(tǒng)照弥，將原子冷卻至微開爾文量級腻异，為未來地球觀測任務中的重力儀奠定了基礎。在光學子系統(tǒng)內(nèi)搭載的倍頻器（Frequency Doubler）產(chǎn)生冷卻銣原子所需的780nm的激光这揣。該倍頻是由PPLN波導所實現(xiàn)的悔常，將通信波段的1560nm的光在惡劣的太空環(huán)境中進行高效轉(zhuǎn)換影斑。在下一篇文章中，我們將具體來看看Covesion針對惡劣環(huán)境中PPLN的性能測試机打，在機械振動矫户、電氣等環(huán)境測試下的魯棒性表現(xiàn)，這些對于量子計時與傳感等應用至關重要残邀。
圖3 由Covesion和南安普頓大學制造的PPLN脊型波導的照片
A Single-laser System for Mobile Cold Atom Gravimeter
在冷原子重力儀中吏垮，除了原子冷卻光通過倍頻得到，在冷原子干涉儀中用作操控原子的拉曼光同樣也能通過倍頻產(chǎn)生罐旗。這篇詳細介紹了一種基于1560nm光纖激光的冷原子干涉重力儀膳汪，為了在野外環(huán)境下也能獲得較為穩(wěn)定的性能，采用了光纖通信波段1560nm的激光九秀，并且通過相位調(diào)制技術產(chǎn)生拉曼光遗嗽，避免了使用光學鎖相環(huán)（OPLL），減小了系統(tǒng)的復雜程度的同時也加強了穩(wěn)定性鼓蜒。
從下方冷原子干涉重力儀的倍頻示意圖可以清楚的看到痹换，1560nm的激光通過光纖分束器分為兩路，一路用作冷卻都弹、探測以及吹掃激光娇豫，并包含調(diào)整轉(zhuǎn)移光譜（MTS），AOM2對激光產(chǎn)生移頻畅厢，將激光頻率鎖定到銣原子躍遷線冯痢；而另一路用于拉曼激光，光路中通過AOM調(diào)整光頻率框杜，確保滿足干涉儀的精密要求浦楣。在這兩路中均通過PPLN波導生成780nm的光，在全光纖的系統(tǒng)中咪辱，保證了高轉(zhuǎn)換效率的同時振劳，也對于針對環(huán)境變化有較高的魯棒性。
英國Covesion有限公司是一家擁有超過20年經(jīng)驗的公司油狂，專注于高效非線性頻率轉(zhuǎn)換的MgO:PPLN（鎂摻雜周期極化鈮酸鋰）晶體和波導的研究历恐、開發(fā)和制造。他們提供廣泛的產(chǎn)品专筷，包括PPLN塊體晶體弱贼、PPLN波導以及PPLN配件。此外仁堪，他們還提供定制PPLN服務哮洽，利用其極化技術為獨特的PPLN晶體設計和制造提供廣泛的技術支持，包括整個周期結構設計弦聂、掩膜設計鸟辅、晶體極化氛什、切塊、拋光和鍍膜增透匪凉，以滿足特定波長轉(zhuǎn)換需求枪眉。
了解更多PPLN晶體詳情，請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/three-level-137.html更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關于昊量光電：
上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商再层，產(chǎn)品包括各類激光器贸铜、光電調(diào)制器、光學測量設備聂受、光學元件等蒿秦，涉及應用涵蓋了材料加工、光通訊蛋济、生物醫(yī)療棍鳖、科學研究、國防碗旅、量子光學渡处、生物顯微、物聯(lián)傳感祟辟、激光制造等医瘫；可為客戶提供完整的設備安裝，培訓旧困，硬件開發(fā)醇份，軟件開發(fā)，系統(tǒng)集成等服務叮喳。
您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息被芳，或直接來電咨詢4006-888-532缰贝。
展示全部 
