书书书
第
３６
卷
中
国
激
光
光学前沿———激光技术及应用
２００９
年
６
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
专
刊
文章编号：
０２５８７０２５
（
２００９
）
Ｓｕ
ｐｐ
ｌｅｍｅｎｔ１０１１００４
犆狊８５２狀犿
法拉第反常色散光学滤波器研究
刘双强
掌蕴东
何竹松
（哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江 哈尔滨
１５００８０
）
摘要
法拉第反常色散光 学 滤波 器 （
ＦＡＤＯＦ
）作 为 一 种 高效、超 窄 带 宽 的光 学 滤 波 器，一 直 受 到 国内 外 广 泛 的 关
注。在前人建立的理论模型的基础上，对
Ｃｓ８５２ｎｍ ＦＡＤＯＦ
的光学滤波特性进行了理论计算，并对磁 场和 温度这
两个主要影响因素对体系的影响给予了定性的分析，初步 得到 了
Ｃｓ８５２ｎｍ ＦＡＤＯＦ
的 最佳 工作 条 件。据此 安 排
实验，并做出了可以实际应用的小型化器件。
关键词
超窄带光学滤波器；法拉第反常色散；塞曼效应；开放空间通信
中图分类号
Ｏ４３６
文献标识码
Ａ
犱狅犻
：
１０．３７８８
／
犆犑犔２００９３６狊１．０１１０
犛狋狌犱
狔
狅狀犆狊８５２狀犿 犉犪狉犪犱犪
狔
犃狀狅犿犪犾狅狌狊犇犻狊
狆
犲狉狊犻狅狀犗
狆
狋犻犮犪犾犉犻犾狋犲狉
犔犻狌犛犺狌犪狀
犵狇
犻犪狀
犵
犣犺犪狀
犵
犢狌狀犱狅狀
犵
犎犲犣犺狌狊狅狀
犵
（
犖犪狋犻狅狀犪犾犓犲
狔
犔犪犫狅狉犪狋狅狉
狔
狅
犳
犜狌狀犪犫犾犲犔犪狊犲狉犜犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
，
犎犪狉犫犻狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅
犳
犜犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
，
犎犪狉犫犻狀
，
犎犲犻犾狅狀
犵犼
犻犪狀
犵
１５００８０
，
犆犺犻狀犪
）
犃犫狊狋狉犪犮狋
犃狊犪狀狌犾狋狉犪狀犪狉狉狅狑犫犪狀犱狑犻犱狋犺狅
狆
狋犻犮犪犾犳犻犾狋犲狉狑犻狋犺狌狀犻
狇
狌犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉狅犳犺犻
犵
犺犲犳犳犻犮犻犲狀犮
狔
，
犉犪狉犪犱犪
狔
犪狀狅犿犪犾狅狌狊
犱犻狊
狆
犲狉狊犻狅狀狅
狆
狋犻犮犪犾犳犻犾狋犲狉
（
犉犃犇犗犉
）
犺犪狊犫犲犲狀犳狅犮狌狊犲犱狅狀犫
狔
犫狅狋犺犻狀狋犲狉狀犪狋犻狅狀犪犾犪狀犱犱狅犿犲狊狋犻犮狉犲狊犲犪狉犮犺犲狉狊犻狀狉犲犮犲狀狋
狔
犲犪狉狊．
犐狀狋犺犻狊狋犺犲狊犻狊狋犺犲狋犺犲狅狉犲狋犻犮犪犾犪狀犱犲狓
狆
犲狉犻犿犲狀狋犪犾狊狋狌犱犻犲狊狅狀犆狊８５２狀犿犉犃犇犗犉狑犲狉犲犱狅狀犲狅狀狋犺犲犫犪狊犲狅犳狉犲狏犻犲狑犻狀
犵
狋犺犲
犱狅犿犲狊狋犻犮犪狀犱犻狀狋犲狉狀犪狋犻狅狀犪犾犱犲狏犲犾狅
狆
犿犲狀狋．犃
狇
狌犪犾犻狋犪狋犻狏犲犪狀犪犾
狔
狊犻狊狅狀狋犺犲犿犪
犵
狀犲狋犻犮犳犻犲犾犱犪狀犱狋犲犿
狆
犲狉犪狋狌狉犲狅犳狋犺犲狋狑狅犿犪犻狀
犳犪犮狋狅狉狊狑犪狊
犵
犻狏犲狀犪狀犱狋犺犲犫犲狊狋狑狅狉犽犻狀
犵
犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊狑犲狉犲狅犫狋犪犻狀犲犱．犎犲狉犲犫
狔
犲狓
狆
犲狉犻犿犲狀狋狑犪狊
狆
犾犪狀狀犲犱犪狀犱犪狋犾犪狊狋犪狊犿犪犾犾
狊犮犪犾犲犱犲狏犻犮犲狑犪狊犿犪犱犲．
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
狌犾狋狉犪狀犪狉狉狅狑 犫犪狀犱狑犻犱狋犺 狅
狆
狋犻犮犪犾 犳犻犾狋犲狉
；
犉犪狉犪犱犪
狔
犪狀狅犿犪犾狅狌狊 犱犻狊
狆
犲狉狊犻狅狀
；
犣犲犲犿犪狀 犲犳犳犲犮狋
；
犾犪狊犲狉
犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀犻狀犳狉犲犲狊
狆
犪犮犲
基金项目：可调谐（气体）激光技术国防科技重点实验室基金资助课题。
作者简介：刘双强（
１９８５－
），男，博士研究生，主要从事光谱技术方面的研究。
Ｅｍａｉｌ
：
ｋｕｎｗｉｃｋ
＠
１２６．ｃｏｍ
导师简介：掌蕴东（
１９５７－
），男，博士，教授，主要从事可调谐激光技术方面的研究。
Ｅｍａｉｌ
：
ｙ
ｄｚｈａｎ
ｇ
＠
ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
１
引
言
由于法拉第反常 色 散 滤 光 器（
ＦＡＤＯＦ
）不 仅 具
有原子共振滤波器的优点，而且还具有高透射、高噪
声抑制能力、快响应和可成像等优点，一经提出就得
到了迅速的发展
［
１
～
９
］
。本单位也已经在这方面做出
了大量 的 研 究
［
１０
～
１４
］
。
ＦＡＤＯＦ
的 滤 波 机 制 是 利 用
原子能级在磁场中 的分裂，以及在 原 子共振吸 收 线
附近的
Ｆａｒａｄａ
ｙ
反 常 色 散 机 制 进 行 滤 波。
ＦＡＤＯＦ
系统是由一个轴向磁场和两个相互正交的偏振片以
及置于中间的样 品 池组成
。在磁 场 作用下，色散样
品原子能级发生塞 曼分裂，使得原 子 共振吸收 线 发
生改变，跃迁谱线由
ν
０
变为
ν
１
和
ν
２
。当一束与共振
介质共振频率相同的激光信号沿着磁场方向入射到
ＦＡＤＯＦ
系 统 中 时，由 起 偏 器 将 入 射 光 变 为 线 偏 振
光
，在
Ｚｅｅｍａｎ
分裂的作用下，线偏 振光分解为 左旋
和右旋偏振光，由于 在 介质共振 吸 收线附近 有 较强
的法拉第反常色散 现象，即左旋偏 振 光和右旋 偏 振
光具有不同的复折 射率，从而实现 偏 振光的偏 振 面
旋转，最终从检 偏 器输出。当 选择适当 的 工作温度
和磁场强度时，可以使偏振 光 旋转
π
／
２
或者
π
／
２
的
奇数倍，因而共振吸 收 线附近线 偏 振光在工 作 介质
吸收较弱的频率上 可以获得 最 大的透射，从而达到
滤波的目的；与此相反，当入射光频率离共振吸收线
较远时
，法拉第反常色散效应表现不明显，偏振光的
偏振面旋转非常缓慢，以至于难 以 达到
π
／
２
的奇数
倍旋转，而被截止；或者，虽然偏 振面旋转角 度达到
了
π
／
２
或者
π
／
２
的奇数倍，但是由于对该频率的光具
有强烈的吸收，而不能够通过，也达到了滤波的作用。
资源评论
