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原子磁力仪在现代磁场探测中有着举足轻重的地位,而基于自旋交换弛豫消除机制的原子磁力仪是目前最有前景的原子磁力仪,其理论灵敏度达到1aT/√Hz。为了实现如此高灵敏度的磁场探测,高稳定低噪声窄线宽外腔半导体激光器和高功率的锥形放大半导体激光器系统是原子磁力仪的理想激光,本文主要研制了用于超高灵敏度原子磁力仪的激光器系统。该系统主要包括以下几个方面: 1.采用Littrow外腔,通过光栅最佳旋转点的计算、机械螺纹驱动器和压电陶瓷堆叠制动器的耦合计算,设计制作了外腔半导体激光器,获得了基于铯原子的饱和吸收谱线,达到了超高灵敏度原子磁力仪对线宽的要求。 2.通过光学设计的高精度的光学准直系统对光束进行优化,设计制作了锥形放大半导体激光器,获得了功率达到2W的放大激光并且光纤耦合效率达到55%以上。 3.基于偏振器件和法拉第旋光器件,制作了隔离度60dB的光学隔离器,保证整个系统稳定安全运行。 4.设计制作了激光器电流源和温控驱动器系统,电源精度达到1μ A,温控驱动器精度达到2mK。 最终完成了用于超高灵敏度原子磁力仪的激光系统。这套系统不仅可以用于超高灵敏度原子磁力仪,还可以用于其它原子物理实验:光晶格实验、铯原子钟、原子干涉仪等等,有着很高的应用价值。