SERF原子磁强计用半导体激光器驱动系统  被引量:2

Semiconductor laser drive system for SERF atomic magnetometer

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作  者:王飞虎 胡朝晖[1,2,3,4] 刘全普 刘欣 WANG Feihu;HU Zhaohui;LIU Quanpu;LIU Xin(School of Instrumentation and Opto-electronic Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China;Key Laboratory for Inertial Science and Technology,Beihang University,Beijing 100191,China;Research Institute of Advanced Science and Technology,Beihang University,Beijing 100191,China;Beijing Advanced Innovation Center for Big Data-based Precision Medicine,Beihang University,Beijing 100191,China)

机构地区:[1]北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191 [2]北京航空航天大学,惯性技术重点实验室,北京100191 [3]北京航空航天大学,前沿科学技术创新研究院,北京100191 [4]北京航空航天大学,大数据精准医疗高精尖创新中心,北京100191

出  处:《激光杂志》2020年第3期52-58,共7页Laser Journal

基  金:国家重点研发计划资助(No.2017YFB0503100)。

摘  要:在无自旋交换弛豫(Spin-Exchange Relaxation-Free,SERF)原子磁强计中,半导体激光器被用于极化碱金属原子和检测原子极化率,激光器出射光稳定与否直接关系到SERF原子磁强计的灵敏度,为了保证半导体激光器稳定工作,需要高性能的电流和温度控制单元。通过对激光器控制原理进行研究,以温度控制模块MTD415T和电流控制模块MLD203CHB为核心,通过"集成芯片+外部保护/降噪电路+上位机"的方式构建了一套半导体激光器驱动系统,实现了半导体激光器高稳定性的温度和电流控制,温度稳定性优于±5.0 m K,电流稳定性优于±2.1μA,同时相比较商用的控制器,体积大幅度缩小,促进了SERF原子磁强计的小型集成化。In Spin-Exchange Relaxation-Free(SERF)atomic magnetometer,semiconductor laser is used to polarize alkali metal atoms and detect atomic polarizability.Stability of the laser is directly inter-related to the sensitivity of SERF magnetometer,which requires high-performance current and temperature control units.Based on laser control principle,a temperature control module MTD415 T and a current control module MLD203 CHB are used as the core components to construct a semiconductor laser drive system by means of"integrated chip+external protective/noise-reducing circuit+host computer",which realizes the high stability temperature and current control of semiconductor laser.The temperature stability is better than±5.0 mK and the current stability is better than±2.1μA.Compared with the commercial controller,the volume is greatly reduced,which promotes the small integration of the SERF atomic magnetometer.

关 键 词:激光器 驱动电路 温度稳定性 电流稳定性 原子磁强计 

分 类 号:TN278.4[电子电信—物理电子学] TL99[核科学技术—核技术及应用]

 

参考文献:

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引证文献:

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