魚志健，薛文祥，趙文宇，李孝峰，陳江，阮軍，杜志靜，張首剛

（1.中國科學(xué)院 國家授時中心，西安 710600；12.中國科學(xué)院 時間頻率基準(zhǔn)重點實驗室，西安 710600；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

用于POP銣原子鐘的DFB激光器自動穩(wěn)頻技術(shù)研究

魚志健1，2，3，薛文祥1，2，趙文宇1，2，3，李孝峰1，2，3，陳江1，2，3，阮軍1，2，杜志靜1，2，張首剛1，2

（1.中國科學(xué)院 國家授時中心，西安 710600；12.中國科學(xué)院 時間頻率基準(zhǔn)重點實驗室，西安 710600；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

針對傳統(tǒng)手動穩(wěn)頻需要有人值守的弊端，基于飽和吸收諧波穩(wěn)頻的原理，設(shè)計了一套可實現(xiàn)對分布反饋式（distributed feedback，DFB）半導(dǎo)體激光器頻率長期鎖定的自動穩(wěn)頻系統(tǒng)。整套系統(tǒng)以STM32微控制器為核心，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自動穩(wěn)頻軟件程序設(shè)計，具有體積小和抗干擾強的特點。經(jīng)實驗測試，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動穩(wěn)頻，并在失鎖后快速自動回鎖。在實驗室環(huán)境下，連續(xù)穩(wěn)定工作超過一個月仍然保持鎖定狀態(tài)，失鎖后能在1 s內(nèi)重新鎖定，鎖定后線寬為5 MHz。作為抽運和探測光源，DFB激光器長期連續(xù)鎖定的實現(xiàn)，為實現(xiàn)脈沖激光抽運（pulsed optically pumped，POP）銣原子鐘在空間應(yīng)用環(huán)境下長期無人干預(yù)穩(wěn)定運行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

激光器自動穩(wěn)頻；飽和吸收光譜；POP銣原子鐘；DFB激光器

0　引言

半導(dǎo)體激光器作為脈沖光抽運（pulsed optically pumped，POP）銣原子鐘的泵浦源，其頻率的穩(wěn)定度直接影響著鐘的中長期穩(wěn)定度[1-3]。激光器的長期連續(xù)可靠運行是POP銣原子鐘從原理轉(zhuǎn)向?qū)嵱玫年P(guān)鍵，而自由運轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體激光器，其頻率受到外界溫度、工作電流、機械振動以及大氣變化等因素的影響，存在波動和漂移[3]。

為保證原子鐘長期可靠地穩(wěn)定運行，需要確保激光器頻率長期穩(wěn)定，同時要求激光器失鎖后能快速地自動回鎖。傳統(tǒng)穩(wěn)頻系統(tǒng)多采用模擬電路，需要手動調(diào)節(jié)其工作參數(shù)，人工判別失鎖狀態(tài)；一旦失鎖，也只能人工調(diào)節(jié)后手動鎖定。POP銣原子鐘作為新型星載鐘，在空間應(yīng)用環(huán)境下要求長期無人干預(yù)穩(wěn)定運行，必須能夠自動判別激光器的鎖定狀態(tài)，傳統(tǒng)的手動鎖頻系統(tǒng)無法滿足要求。因此，研究激光器自動穩(wěn)頻是保障星載POP銣原子鐘長期可靠運行的關(guān)鍵。

與外腔半導(dǎo)體激光器（external cavity diode laser，ECDL）相比，分布反饋式（distributed feedback，DFB）半導(dǎo)體激光器內(nèi)置了布拉格光柵（Bragg Grating）。因此，DFB激光器對機械振動不敏感，但線寬相對較寬[4-5]。在研制POP星載銣原子鐘的原理樣機階段，我們采用了外腔半導(dǎo)體激光器，而在現(xiàn)階段的小型化過程中，必須去除用來隔振的光學(xué)平臺，采用DFB激光器更為合理。實驗選用德國Eagleyard Photonics公司生產(chǎn)的EYP-DFB-0795-00080-1500-TOC03-000x型激光器作為POP銣原子鐘的抽運光源。該激光器的標(biāo)稱閾值電流為38.8 mA，允許最大驅(qū)動電流為170 mA。輸出功率80 mW處的中心波長為794.6 nm（接近銣原子D1線的波長），自由運轉(zhuǎn)時標(biāo)稱線寬為2 MHz，電調(diào)率為1.42 GHz/mA。它抗機械振動能力強，體積小，功耗低，驅(qū)動及穩(wěn)頻電路也相對簡單，有利于光學(xué)系統(tǒng)的小型化和工程化。

目前國內(nèi)外有不少機構(gòu)對半導(dǎo)體激光器長期穩(wěn)頻進(jìn)行研究，國際上主要有瑞士C.Affolderbach小組和法國F.Allard小組，國內(nèi)主要有中國計量科學(xué)研究院、北京大學(xué)、山西大學(xué)以及中國科學(xué)院國家授時中心銫噴泉鐘小組。其中，瑞士C.Affolderbach對795 nm DFB激光器采用飽和吸收諧波穩(wěn)頻的方法，萬秒穩(wěn)定度低于1× 10-10，但并未詳細(xì)介紹穩(wěn)頻系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序設(shè)計[6-7]；法國F.Allard小組采用飽和吸收穩(wěn)頻方法，由計算機、微控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（digital analog converter，DAC）以及直接數(shù)字綜合器（direct digital synthesizer，DDS）搭建穩(wěn)頻電路，實現(xiàn)了對ECDL的自動穩(wěn)頻，該激光器用于Cs原子噴泉鐘，能確保鐘可靠運行很長時間[8]；中國計量科學(xué)研究院以STC89C58單片機為核心設(shè)計了ECDL穩(wěn)頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)連續(xù)工作時間超過7 d，自恢復(fù)時間小于3 s[9-10]；北京大學(xué)以C8051F020作為主控芯片，利用飽和吸收穩(wěn)頻方法，實現(xiàn)對DFB激光器的長期自動穩(wěn)頻，根據(jù)最新報道結(jié)果，已連續(xù)鎖定超過180 d，失鎖后能在10 s內(nèi)重新鎖定[11-13]。山西大學(xué)用LabView借助數(shù)據(jù)采集卡開發(fā)了通用性強的自動穩(wěn)頻系統(tǒng)，超過100 min的測試時間內(nèi)，頻率波動小于5.7 MHz[14]。中國科學(xué)院國家授時中心銫噴泉鐘小組借助LabWindows CVI和數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)了對ECDL的長期自動穩(wěn)頻，20 s頻率穩(wěn)定度為8.7× 10-11，失鎖后能在1 s內(nèi)重新鎖定[15]。

POP銣原子鐘對抽運光源的線寬要求不是很高（MHz量級）[6]；但作為新型星載鐘，對其頻率的長期穩(wěn)定性有很高要求。故要求穩(wěn)頻系統(tǒng)必須能夠?qū)崟r監(jiān)控穩(wěn)頻狀態(tài)，自動穩(wěn)頻和回鎖，且能夠與原子鐘頻率閉環(huán)鎖定伺服控制單元通訊，一旦激光器失鎖則斷開原子鐘頻率伺服控制閉合環(huán)路。據(jù)此，我們利用飽和吸收光譜諧波穩(wěn)頻的方法，以STM32F103ZE微控制器為核心設(shè)計了穩(wěn)頻電路，實現(xiàn)開機后自動鎖頻，實時監(jiān)控鎖頻狀態(tài)，失鎖后快速自動回鎖的功能，同時輔以按鍵，旋鈕，TFT液晶顯示屏等外圍設(shè)備，界面友好方便操作。所設(shè)計的穩(wěn)頻系統(tǒng)達(dá)到了長期鎖定激光器頻率的目的，各項性能指標(biāo)也滿足了我們的實驗需求。

1　自動穩(wěn)頻系統(tǒng)整體介紹

根據(jù)課題要求，我們選用795 nm的DFB激光器作為抽運光源，采用典型的飽和吸收光譜穩(wěn)頻技術(shù)，將激光器的頻率鎖定到87Rb原子的D1躍遷線5S1/2，F(xiàn)=2→5P1/2，F(xiàn)'=1上。所設(shè)計的自動穩(wěn)頻系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1　自動穩(wěn)頻系統(tǒng)框圖

由圖1可知，系統(tǒng)主要包括DFB激光器、電流源模塊、LD溫控模塊、100 kHz信號源模塊、主控模塊、鎖頻模塊（包括PI處理模塊和誤差解調(diào)模塊）、飽和吸收裝置以及外圍輸入/輸出設(shè)備。

系統(tǒng)的光路部分主要是飽和吸收裝置。DFB半導(dǎo)體激光器輸出795 nm激光經(jīng)過光隔離器IO，再經(jīng)過λ/2波片被偏振分光棱鏡PBS分成兩束：分出的反射光射入銣泡中，經(jīng)λ/4被0°半反鏡反射回來再經(jīng)過銣泡穿過PBS，用光電探測器PD探測得到飽和吸收信號；另外一束透射光作為穩(wěn)頻激光器的輸出。

系統(tǒng)所用激光器為無外腔的DFB激光器，因此鎖頻過程中對激光頻率的掃描和修正只能作用到激光器的注入電流上。為了得到鑒頻信號，需要對激光器的注入電流進(jìn)行調(diào)制。本設(shè)計中通過按鍵和旋鈕設(shè)定相位信息，經(jīng)主控芯片STM32譯碼后，再將該相位信息通過串口UART5發(fā)送給CPLD，由CPLD輸出含有設(shè)定的相位信息的100 kHz正弦信號。也就是說，CPLD加濾波電路產(chǎn)生兩路相位連續(xù)可調(diào)的100 kHz正弦信號：一路輸入激光器電流源給激光器加上電流調(diào)制；另外一路輸入給同步解調(diào)器，與交流耦合并放大后的光電探測信號相乘，再經(jīng)低通濾波電路濾去高頻分量，得到飽和吸收信號對應(yīng)的一次微分誤差信號。誤差信號經(jīng)比例-積分（proportional-integral，PI）模塊運算處理后得到控制信號；將該信號加到調(diào)制信號中和直流偏置一起作為激光器的驅(qū)動電流，調(diào)節(jié)電流大小，從而實現(xiàn)對激光器輸出激光頻率的控制。

主控芯片STM32F103ZE作為整個系統(tǒng)的核心，在整個穩(wěn)頻過程中使各個模塊協(xié)同工作的同時，控制外圍輸入/輸出設(shè)備，給系統(tǒng)提供了友好的人機交互接口：實時讀取旋鈕值和按鍵值并進(jìn)行譯碼，鍵盤和旋鈕配合方便輸入；將相關(guān)參數(shù)、物理量以及鎖定狀態(tài)在TFT液晶屏上進(jìn)行顯示，便于實時觀察工作狀態(tài)；同時通過串口實現(xiàn)和上位機之間的通信，使相關(guān)數(shù)據(jù)得以上傳，便于存儲和分析。

2　自動穩(wěn)頻程序設(shè)計

在自動鎖頻之前，先將激光二極管（laser diode，LD）的工作參數(shù)設(shè)定到其工作點。溫控模塊把激光二極管的工作溫度控制在設(shè)定溫度值；調(diào)節(jié)恒流源模塊輸出電流值，使LD輸出激光的頻率處在要鎖定的躍遷線附近。在實驗中，激光器的工作溫度設(shè)定為34.8 ℃并保持恒定，起伏為±0.001 ℃，注入電流設(shè)定值約138.4 mA，控制精度為±0.001 mA，掃出飽和吸收信號，并由同步解調(diào)模塊對飽和吸收信號進(jìn)行相敏檢波，得到飽和吸收信號的一次微分，將其作為誤差信號。利用主控芯片STM32內(nèi)置的ADC高速采樣通道（12位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其最大轉(zhuǎn)換速率可達(dá)1 MHz）采集飽和吸收信號和誤差信號，并以數(shù)組的形式存儲到內(nèi)存單元，同時通過串口發(fā)送到上位機。圖2是對串口發(fā)送的數(shù)字量進(jìn)行歸一化，在Matlab中繪制出的飽和吸收信號和誤差信號。

圖2　飽和吸收信號和誤差信號

圖2中第1條曲線為三角波掃描信號，第2條曲線為飽和吸收信號。飽和吸收信號最右邊用圓圈標(biāo)記的峰，就是我們要鎖定的F=2→F'=1峰。通過觀察曲線的特點，要找到最右邊的參考峰，可以先找到整條曲線的最小值即位于中間的交叉峰，找到最小值后，從最小值標(biāo)號開始對誤差信號后半段做3點相鄰平均和后向差分，得到差分平均誤差信號，在該曲線上加粗標(biāo)記的部分找其最大值，此最大值標(biāo)號就是要鎖定的參考峰的標(biāo)號，將該標(biāo)號對應(yīng)的掃描電壓以直流的方式加到激光器的注入電流上，實現(xiàn)對激光器頻率的鎖定。

軟件設(shè)計主要包括兩部分：①自動鎖頻：掃描得到飽和吸收信號，從中找出要鎖定的參考峰，然后輸出TTL控制信號，閉合鎖定開關(guān)，實現(xiàn)穩(wěn)頻環(huán)路的閉環(huán)；②失鎖后重新鎖定：判別激光器失鎖后快速自動回鎖。自動鎖頻的整個流程如圖3所示，其具體步驟詳述如下：

圖3　自動鎖頻流程圖

①通過串口設(shè)定DFB激光器的初始參數(shù)，包括驅(qū)動電流、外腔溫度，激光二極管溫度，設(shè)定掃描范圍和點數(shù)。

②掃描飽和吸收信號和誤差信號，將信號以數(shù)組的形式存儲。

③查找飽和吸收信號的最小值以及最小值的標(biāo)號。

④判斷飽和吸收信號的最小值是否在掃描范圍的中間位置。若在中間位置，說明掃描得到的飽和吸收信號是完整的，3個峰均被掃描到；若偏離中間位置太多，說明掃描得到的飽和吸收信號不完整，通過調(diào)整所加的初始掃描電壓進(jìn)行調(diào)整。

⑤以最小值標(biāo)號為起點，以掃描終點為終點，截取誤差信號的后半段加粗部分（見圖2），并對其進(jìn)行3點相鄰平均和后向差分，得到圖2中最下面的差分平均誤差信號曲線。

⑥查找差分平均誤差信號曲線后半段加粗部分的最大值和最大值標(biāo)號，由此得到參考峰即要鎖定的峰F＝2→F′＝1的標(biāo)號。

⑦據(jù)此計算得到參考峰對應(yīng)的掃描電壓，將該掃描電壓以直流方式加載到激光器的注入電流上。

⑧向繼電器輸出TTL控制信號，閉合鎖定開關(guān)，實現(xiàn)穩(wěn)頻環(huán)路的閉環(huán)。

失鎖后自動回鎖的整個流程如圖4所示，其具體步驟詳述如下：

圖4　失鎖后自動回鎖流程圖

①將鎖定時參考峰的峰值記錄下來?？紤]到激光功率的抖動，故以此峰值為中心，給上下500個數(shù)字量（約為250 mV）的浮動范圍，避免把由激光功率抖動引起的峰值起伏誤判為失鎖。在鎖定開關(guān)閉合的情況下，周期性地查詢飽和吸收信號是否超出此范圍，若已超出，則認(rèn)定激光器已失鎖。

②判定激光器失鎖的情況下，斷開鎖定開關(guān)。

③考慮到在實際中激光器的失鎖，很多情況下都是由外界瞬時干擾比如連續(xù)對實驗平臺敲擊引起的強烈振動等因素引起的。當(dāng)外界干擾停止后，激光器的工作點并未漂移很遠(yuǎn)。因此判定激光器失鎖后，首先采取的措施是，將鎖定時的反饋電流重新輸出，閉合鎖定開關(guān)。

④閉合鎖定開關(guān)后，用和①同樣的方法再次判斷激光器是否失鎖。若激光器依舊失鎖，則說明激光器的工作點已經(jīng)漂遠(yuǎn)，此時斷開鎖定開關(guān)，重新掃描、查找峰值進(jìn)行鎖定。

⑤若重新鎖定兩次還未鎖定，則退出自動鎖定程序。這主要是為了避免程序死在自動鎖頻環(huán)節(jié)中。此時應(yīng)由操作人員檢查系統(tǒng)可能存在的問題。但在我們的實驗中，這種情況并未出現(xiàn)過。

其實在判定激光器失鎖后完全可以重復(fù)激光器鎖定的整個過程，直接省去步驟③。但通過上面的自動鎖頻流程不難看出，整個頻率鎖定過程相對比較耗時，因此結(jié)合實際情況加入了步驟③。這主要是考慮到，相當(dāng)一部分的失鎖情況，特別是在激光器鎖定后短期內(nèi)出現(xiàn)的失鎖情況，此時激光器的工作點一般還在鎖定時的附近，就不需要重新掃描、搜峰、計算得到工作點，直接等待外界干擾因素消除后，重置原來的工作點。這樣的程序設(shè)計大大縮短了自動回鎖所耗時間，更符合實際應(yīng)用的要求。

在系統(tǒng)調(diào)試的初期，我們是用誤差信號來判斷激光器是否失鎖的：周期性地讀取誤差信號，若誤差信號不在0上下浮動，則說明激光器失鎖。但在調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)，偶爾會出現(xiàn)激光器已經(jīng)失鎖但誤差信號還是在0上下浮動的情況。為了確保系統(tǒng)穩(wěn)頻的可靠性，我們在后期調(diào)試的過程中用飽和吸收信號來判斷激光器是否失鎖，有效地避免了上述情況的發(fā)生。

為了減小激光器失鎖對原子鐘穩(wěn)定度的影響，在原子鐘閉環(huán)鎖定電路中，必須有一個輸入端口來提供TTL控制信號，當(dāng)激光器失鎖后，將原子鐘的伺服環(huán)路斷開；重新鎖定后，再次閉合原子鐘伺服環(huán)路。因此，在激光器穩(wěn)頻程序中，我們設(shè)計了頻率鎖定標(biāo)志位，頻率鎖定時將其置位；失鎖后立即將其清0；重新鎖定后再將其置位。后續(xù)實驗中只需將該標(biāo)志位通過主控芯片的一個I/O口輸出給原子鐘閉環(huán)鎖定電路的TTL控制輸入端口即可實現(xiàn)該功能。

3　穩(wěn)頻結(jié)果的測試與分析

為了檢測所設(shè)計的激光自動穩(wěn)頻系統(tǒng)的長期鎖定頻率性能，我們在實驗室環(huán)境下進(jìn)行了為期一個多月的測試。測試期間，實驗室溫度為23℃，起伏約±2℃，用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對激光器的連續(xù)鎖定，長期頻率鎖定測試結(jié)果如圖5所示。

圖5　長期鎖頻的誤差信號

在為期一個多月的測試過程中，總共出現(xiàn)3次較大的毛刺（為更明顯地標(biāo)識，將毛刺進(jìn)行了加粗），表示在這3個時間點激光器失鎖，而后又快速自動回鎖。從圖5中可以看到每次誤差信號波動后迅速恢復(fù)。測試期間，隨機地給激光器一些擾動（如擋光，敲打?qū)嶒炂脚_等），激光頻率并沒有發(fā)生跳變或漂移，說明穩(wěn)頻系統(tǒng)具有一定的抵御突發(fā)擾動的能力。由于后續(xù)其他實驗需要繼續(xù)進(jìn)行，系統(tǒng)經(jīng)過33 d測試后，人為地終止了測試，但激光器仍然鎖定在設(shè)定的參考頻率上，說明所設(shè)計的自動穩(wěn)頻系統(tǒng)具有良好的長期穩(wěn)頻性能。

為檢測穩(wěn)頻系統(tǒng)自恢復(fù)能力，人為地讓激光器失鎖。失鎖后自動回鎖的過程如圖6所示。從圖6中可以看到，失鎖后激光器的頻率仍然可以回到預(yù)設(shè)的參考頻率上，并且鎖定時間很快，能夠在1 s內(nèi)重新鎖定。

圖6　失鎖后自動回鎖過程圖

為驗證該系統(tǒng)對激光器頻率漂移的抑制，我們利用拍頻的方法對系統(tǒng)中DFB激光器在鎖定時輸出的激光線寬進(jìn)行了測量。實驗中，用兩套穩(wěn)頻系統(tǒng)把兩臺同型號DFB激光器的頻率分別鎖定到F=2→F′=1和F=2→F′=2兩個不同的飽和吸收峰上，則拍頻信號的中心頻率為兩峰值頻率之差約為408 MHz。探測器選用ET-2030A，其響應(yīng)時間小于500 ps。所得的拍頻信號如圖7所示，圖7中虛線所表示的信號由FSH4-105582/014頻譜儀測得，未經(jīng)平均，測試時頻譜分辨率設(shè)為300 kHz。

所得拍頻信號的曲線符合洛倫茲線型，對其進(jìn)行擬合后可計算出拍頻信號的3 dB線寬約為10 MHz。對于兩臺同型號激光器拍頻信號做洛侖茲擬合，可以認(rèn)為每臺激光器的線寬約為拍頻信號線寬FWHM的一半[16]，即：

圖7　兩臺DFB激光器拍頻信號曲線

由此可計算出鎖定時激光器的線寬約為5 MHz。這和2012年意大利國家計量院Godone小組報道的用于POP銣原子鐘抽運光源的DFB半導(dǎo)體激光器[17]的線寬（≤6 MHz）[6]相當(dāng)，這樣的線寬完全可以滿足POP銣原子鐘的應(yīng)用要求。

4　結(jié)語

星載鐘在空間應(yīng)用環(huán)境下要求長期無人干預(yù)，首先必須確保激光器能夠?qū)崿F(xiàn)自動穩(wěn)頻。激光頻率的穩(wěn)定是星載鐘長期穩(wěn)定可靠運行的關(guān)鍵。如文中所述，我們設(shè)計的激光自動穩(wěn)頻系統(tǒng)以STM32F103ZE為主控芯片，通過對激光器的注入電流加調(diào)制的方法，實現(xiàn)了對譜線的自動查找、鎖定，能在開機后自動鎖頻并長期監(jiān)控鎖頻狀態(tài)，失鎖后快速自動回鎖，從而達(dá)到長期穩(wěn)頻的目的。經(jīng)初步實驗測試，該激光自動穩(wěn)頻系統(tǒng)能夠保證激光器連續(xù)穩(wěn)定工作超過一個月且仍然鎖定在設(shè)定的參考頻率上，失鎖后能夠在1 s內(nèi)重新鎖定，工作點穩(wěn)定，集成度高，抗干擾能力強，人機交互界面友好方便調(diào)節(jié)。整套系統(tǒng)以數(shù)字控制為主，相較之前的手動鎖頻系統(tǒng)更為穩(wěn)定可靠，可實現(xiàn)長期無人值守，滿足現(xiàn)階段POP銣鐘小型化的實驗要求，也為下階段星載POP銣鐘的工程化奠定了基礎(chǔ)。

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Automatic frequency stabilization system of DFB diode laser for POP Rb atomic clock

YU Zhi-jian1，2，3， XUE Wen-xiang1，2， ZHAO Wen-yu1，2，3， LI Xiao-feng1，2，3，
CHEN Jiang1，2，3， RUAN Jun1，2， DU Zhi-jing1，2， ZHANG Shou-gang1，2（1.National Time Service Center， Chinese Academy of Science， Xi′an 710600， China；2.Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards， National Time Service Center，Chinese Academy of Sciences， Xi′an 710600， China；3.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）

With the purpose of avoiding the shortcoming of the traditional manual frequency stabilizationsystem which needs to be attended manually， a compact digital automatic frequency stabilization system is proposed， based on the theory of the saturated absorption harmonic frequency stabilization， which can keep the DFB diode laser frequency locked to a rubidium line（795 nm） for a long time.The STM32 micro controller，being the core component of the system， lays the hardware foundation of digital loop software design， and the system is characterized by small volume and strong anti-interference capacity.The experimental test indicated that the system can automatically achieve frequency stabilization and quickly relock the diode laser.Under the laboratory environment， the DFB diode laser can be locked to Rb line stably and continuously for more than a month and relocked again within one second， with a bandwidth of 5 MHz.The DFB diode laser is used to be as the pumping and detecting laser source of POP Rb atomic clock， and the realization of its long-time automatic stabilization makes it possible that the POP Rb atomic clock works stably for long time without manned intervention under the space-borne circumstance.

auto-stabilization of diode laser； saturated absorption spectrum； pulsed optically pumped（POP）Rb atomic clock； distributed feedback（DFB） diode laser

TM935

A

1674-0637（2015）03-0129-10

10.13875/j.issn.1674-0637.2015-03-0129-10

2015-01-15

國家自然科學(xué)基金資助項目（11303030）；國家杰出青年科學(xué)基金資助項目（61025023）

魚志健，男，碩士，主要從事星載銣原子鐘控制電路方面的研究。