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(dāng)信號(hào)光在水中或大氣中遠(yuǎn)距離傳播時(shí)，由于水和大氣對(duì)信號(hào)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(chǎng)角寬、背景噪聲抑制能力強(qiáng)、通帶內(nèi)高透過通帶外高抑制、窄帶寬、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，在水下光通信和自由空間光通信系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。532 nm信號(hào)光正好處在藍(lán)綠光(40.nm-550 nm)頻率范圍內(nèi)，它在水

2、中和大氣中具有較高的傳播效率。 本文對(duì)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(jìn)行了分析與討論，對(duì)弱場(chǎng)、中間場(chǎng)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(xué)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(xì)結(jié)構(gòu)的中間場(chǎng)下激發(fā)態(tài)法拉第反常色散光學(xué)濾波器理論模型由我們?cè)趪H上首次提出。 天然銣?zhǔn)莾煞N同位素的混合物：72.2％85Rb和27.8％87Rb；對(duì)應(yīng)的核自

3、旋角動(dòng)量分別是5/2，3/2。在理論計(jì)算上，考慮到氣室溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、泵浦光強(qiáng)度和氣室長度對(duì)濾光器傳輸系數(shù)的影響。理論結(jié)果表明：在弱場(chǎng)下，Rb，85Rb和87Rb532 nm法拉第反常色散光學(xué)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(xué)濾波器傳輸系數(shù)較高；在中間場(chǎng)下，Rb，85Rb和87Rb532 nm法拉第反常色散光學(xué)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(xué)

4、濾波器傳輸系數(shù)較高。因此，在弱場(chǎng)和中間場(chǎng)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(xué)濾波器的工作物質(zhì)，這一點(diǎn)對(duì)提高原子濾光器的透過率具有重要的實(shí)際意義。 對(duì)中間場(chǎng)下銣532 nm法拉第反常色散光學(xué)濾波器的最佳工作狀態(tài)給予理論分析，理論計(jì)算表明：在氣室溫度434 K，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.067 T，泵浦光強(qiáng)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(gè)最佳工作狀態(tài)；期望的線芯