銣532nm法拉第反常色散濾光器傳輸特性分析.pdf

1、在水下光通信和自由空間光通信中，當信號光在水中或大氣中遠距離傳播時，由于水和大氣對信號光的衰減、散射以及太陽背景噪聲光譜的影響，使接收系統(tǒng)的信噪比和靈敏度降低，因此在接收系統(tǒng)中必須使用性能優(yōu)良的濾光器。法拉第反常色散濾光器具有視場角寬、背景噪聲抑制能力強、通帶內高透過通帶外高抑制、窄帶寬、響應時間快等優(yōu)點，在水下光通信和自由空間光通信系統(tǒng)中具有重要的應用價值。532 nm信號光正好處在藍綠光(40.nm-550 nm)頻率范圍內，它在水

2、中和大氣中具有較高的傳播效率。 本文對工作在銣5P1/2→10S1/2(即532 nm)躍遷的法拉第反常色散濾光器的傳輸特性進行了分析與討論，對弱場、中間場下激發(fā)態(tài)法拉第反常色散濾光器的理論模型，依據(jù)量子力學微擾理論和量子躍遷理論，給予了完整地描述；其中基于原子超精細結構的中間場下激發(fā)態(tài)法拉第反常色散光學濾波器理論模型由我們在國際上首次提出。 天然銣是兩種同位素的混合物：72.2％85Rb和27.8％87Rb；對應的核自

3、旋角動量分別是5/2，3/2。在理論計算上，考慮到氣室溫度、磁場強度、泵浦光強度和氣室長度對濾光器傳輸系數(shù)的影響。理論結果表明：在弱場下，Rb，85Rb和87Rb532 nm法拉第反常色散光學濾波器傳輸系數(shù)較小(<20％)，在相同的工作條件下，85Rb激發(fā)態(tài)法拉第反常色散光學濾波器傳輸系數(shù)較高；在中間場下，Rb，85Rb和87Rb532 nm法拉第反常色散光學濾波器傳輸系數(shù)接近50％，在相同的工作條件下，87Rb激發(fā)態(tài)法拉第反常色散光學

4、濾波器傳輸系數(shù)較高。因此，在弱場和中間場條件下，與天然銣原子蒸汽相比，85Rb和87Rb原子蒸汽更適宜作法拉第反常色散光學濾波器的工作物質，這一點對提高原子濾光器的透過率具有重要的實際意義。 對中間場下銣532 nm法拉第反常色散光學濾波器的最佳工作狀態(tài)給予理論分析，理論計算表明：在氣室溫度434 K，磁場強度0.067 T，泵浦光強度20 w/m2，氣室長度0.1 m條件下，法拉第反常色散濾光器處于一個最佳工作狀態(tài)；期望的線芯