CN218648328U - 激光稳频装置和离子阱量子计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了激光稳频装置和离子阱量子计算机。所述装置包括饱和吸收光谱稳频组件和超稳腔稳频组件，其中，饱和吸收光谱稳频组件包括第一分束组件、原子分子气室、第一光电探测器、第一参考信号源、第一锁相放大器、第一PID控制器及功分器；超稳腔稳频组件包括超稳腔、第二光电探测器、第二参考信号源、第二锁相放大器和第二PID控制器。利用本实用新型实施例能够同时对多个激光器进行锁频，成本低，整体结构简洁。

Description

激光稳频装置和离子阱量子计算机

技术领域

本实用新型涉及量子计算机技术领域，尤其涉及用于离子阱量子计算机的激光稳频装置以及包括该激光稳频装置的离子阱量子计算机。

背景技术

激光器在很多领域、尤其是量子技术应用领域中起着至关重要的作用，在一些应用场景(诸如，但不限于，离子阱量子计算机)中，需要多台激光器同时长时间工作。作为激光器三大功能部件之一的谐振腔在实际应用中容易受到外界环境的影响而导致腔长变化，谐振腔的腔长变化会导致激光器的频率发生飘移，进而会影响到在场景中的应用效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供激光稳频装置和离子阱量子计算机，用于解决多激光器同时稳频时的成本高、结构复杂的技术问题。

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种激光稳频装置，包括饱和吸收光谱稳频组件和超稳腔稳频组件；饱和吸收光谱稳频组件包括第一分束组件、原子分子气室、第一光电探测器、第一参考信号源、第一锁相放大器、第一PID控制器及功分器；超稳腔稳频组件包括超稳腔、第二光电探测器、第二参考信号源、第二锁相放大器和第二PID控制器；其中，第一分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器的激光输出端；第一分束组件的两个光出射端分别经泵浦光路和探测光路连接原子分子气室的两个光入射端；原子分子气室的光出射端经反射光路连接第一光电探测器的探测端；第一光电探测器的电信号端连接第一锁相放大器的第一信号输入端；第一锁相放大器的第二信号输入端连接第一参考信号源的参考信号端；第一锁相放大器的信号输出端连接第一PID控制器的信号输入端；第一PID控制器的信号输出端连接功分器的信号输入端；功分器的第一信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端，功分器的第二信号输出端连接超稳腔的校正信号端；超稳腔的第一光入射端通过超稳腔入射光路连接第二待锁定激光器的激光输出端；超稳腔的第一光出射端经反射光路连接第二光电探测器的探测端；第二光电探测器的电信号端连接第二锁相放大器的第一信号输入端；第二锁相放大器的第二信号输入端连接第二参考信号源的参考信号端；第二锁相放大器的信号输出端连接第二PID控制器的信号输入端；第二PID控制器的信号输出端连接第二待锁定激光器的锁频端。

本实用新型根据第一待锁定激光器的波长，为其选择能级匹配的原子或分子作为原子分子饱和吸收中的气室气体，从而可以对第一待锁定激光器进行长时间的稳频；利用对第一待锁定激光器长时间稳频的锁定信号对超稳腔进行校正，从而使得超稳腔能够长时间地保持腔长的稳定，从而使其成为第二待锁定激光器的稳频的频率标准源。由于超稳腔对待锁定激光器的频率没有要求，因而本实用新型可以对不同频率的多个激光器同时进行长时间稳频。

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种激光稳频装置，包括第一分束组件、饱和吸收光谱稳频组件和拍频稳频组件；其中，饱和吸收光谱稳频组件包括第二分束组件、原子分子气室、第一光电探测器、第一参考信号源、第一锁相放大器及第一PID控制器；拍频稳频组件包括合束组件、第二光电探测器、第二参考信号源、第二锁相放大器和第二PID控制器；第一分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器的激光输出端，第一分束组件的一个光出射端连接合束组件的第一光入射端，第一分束组件的另一个光出射端连接第二分束组件的光入射端；第二分束组件的两个光出射端分别经泵浦光路和探测光路连接原子分子气室的两个光入射端；原子分子气室的光出射端经反射光路连接第一光电探测器的探测端；第一光电探测器的电信号端连接第一锁相放大器的第一信号输入端；第一锁相放大器的第二信号输入端连接第一参考信号源的参考信号端；第一锁相放大器的信号输出端连接第一PID控制器的信号输入端；第一PID控制器的信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端；合束组件的第二光入射端连接第二待锁定激光器的激光输出端，合束组件的光出射端连接第二光电探测器的探测端；第二光电探测器的电信号端连接第二锁相放大器的第一信号输入端；第二锁相放大器的第二信号输入端连接第二参考信号源的参考信号端；第二锁相放大器的信号输出端连接第二PID控制器的信号输入端；第二PID控制器的信号输出端连接第二待锁定激光器的锁频端；其中，第二待锁定激光器的波长与第一待锁定激光器的波长相同。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种离子阱量子计算机，包括前述的激光稳频装置。

本实用新型根据第一待锁定激光器的波长，为其选择能级匹配的原子或分子作为原子分子饱和吸收中的气室气体，从而可以对第一待锁定激光器进行长时间的稳频；以第一待锁定激光器作为频率标准源，对其它同波长的激光器进行稳频，因而本实用新型可以对同一波长的多个激光器同时进行长时间稳频。由于在离子阱量子计算机的设备中包括了激光稳频装置，因而提高了离子阱量子计算机性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下对本实用新型实施例中的附图作简单介绍。

图1是本实用新型实施例的激光稳频装置原理框图。

图2是根据本实用新型一个实施例的激光稳频装置结构示意图。

图3是根据本实用新型另一个实施例的激光稳频装置结构示意图。

图4是根据本实用新型另一个实施例的激光稳频装置结构示意图。

具体实施方式

以下将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，提供这些实施方式的目的是为了使本实用新型的原理和精神更加清楚和透彻，使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型的原理和精神。本文中提供的示例性实施方式仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本文中的实施方式，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种用于多激光器的激光稳频装置，能够同时对多个激光器进行稳频。图1是根据本实用新型一个实施例的激光稳频装置原理框图。在本实施例中，图中示出了两个需要锁定的激光器：待锁定激光器10和待锁定激光器20。本实用新型提供的激光稳频装置包括饱和吸收光谱稳频组件100和超稳腔稳频组件200。饱和吸收光谱稳频组件100包括光输入端101、锁定信号端102和校正信号端103。超稳腔稳频组件200包括光输入端201、锁频信号端202和校正信号端203。其中，超稳腔稳频组件200可以包括多个光输入端和对应的多个锁定信号端，用于对多个激光器进行锁频。为简化说明及附图，在本实施例中以两个激光器为例进行说明。

待锁定激光器10具有用于进行稳频的激光输出端11、锁频端12和主激光输出端(图中未示出)。例如，待锁定激光器10产生的激光经过内部光路中的光隔离器、半波片和偏振分光棱镜(Polarization Beam Splitter，简称PBS)分束后，其中的透射光作为主激光输出，反射光经过激光输出端11输出给饱和吸收光谱稳频组件100。锁频端12与待锁定激光器10内部谐振腔的压电陶瓷电连接，当有电信号作用于谐振腔的压电陶瓷时，根据电信号的大小改变谐振腔的腔长，进而改变待锁定激光器10的激光频率。

待锁定激光器20的结构与待锁定激光器10相同，在此不再赘述。待锁定激光器20的激光输出端21与超稳腔稳频组件200的光输入端201相连接，将待锁定激光器20的激光发送到超稳腔稳频组件200。

待锁定激光器10的激光经激光输出端11输出给饱和吸收光谱稳频组件100的光输入端101，经过饱和吸收光谱稳频组件100的处理得到锁定信号和校正信号。锁定信号端102连接第一待锁定激光器10的锁频端12，由锁定信号对待锁定激光器10进行锁频。

饱和吸收光谱稳频组件100的校正信号端103与超稳腔稳频组件200的校正信号端203相连接，饱和吸收光谱稳频组件100产生的校正信号为电信号，发送给超稳腔稳频组件200。校正信号端203与超稳腔稳频组件200中的超稳腔的压电陶瓷电连接，当校正信号作用于超稳腔的压电陶瓷时，根据电信号的大小改变超稳腔的腔长，进而可以长时间维持超稳腔的腔长不变，克服了超稳腔长时间工作时腔长改变的缺陷。

本实用新型根据一个待锁定激光器的波长，为其选择能级匹配的原子或分子作为原子分子饱和吸收中的气室气体，从而可以对该待锁定激光器进行长时间的稳频；利用对该待锁定激光器稳频的锁定信号对超稳腔进行校正，从而使得超稳腔能够长时间地保持腔长的稳定，进而使其成为其他待锁定激光器稳频的频率标准源。由于超稳腔对待锁定激光器的频率没有要求，因而本实用新型可以对不同频率的多个激光器同时进行长时间稳频。

图2是根据本实用新型一个实施例的激光稳频装置结构示意图，图中的粗线表示光路，细线表示电信号通路。在本实施列中，饱和吸收光谱稳频组件100包括分束组件110、原子分子气室120、光电探测器130、参考信号源140、锁相放大器150、PID控制器160及功分器170。

分束组件110包括半波片、PBS和反射镜，其中，半波片的光入射端连接第一待锁定激光器10的激光输出端，如图1中的激光输出端11，半波片的光出射端连接PBS的光入射端。PBS的两个光出射端分别经泵浦光路和探测光路连接原子分子气室120的两个光入射端；原子分子气室120的光出射端经反射光路连接光电探测器130的探测端。待锁定激光器10发出的激光依次经过半波片和PBS，将待锁定激光器10发出的激光的偏振方向处理为垂直于光轴的偏振分量O光和平行于光轴的偏振分量e光，并由PBS分束为强度较大的泵浦光和强度较弱的探测光入射到原子分子气室120。在本实施例中，探测光路包括反射镜，探测光经反射镜入射到原子分子气室120，泵浦光路包括反射镜，泵浦光经反射镜从相反的方向入射到原子分子气室120。在本实施中，泵浦光路还包括可选的声光调制器AOM，由声光调制器AOM对泵浦光进行调制，将调制后的泵浦光入射到原子分子气室120，与探测光对射产生饱和吸收光谱信号。

光电探测器130的电信号端连接锁相放大器150的一个信号输入端；锁相放大器150的另一个信号输入端连接参考信号源140的一个参考信号端；锁相放大器150的信号输出端连接PID控制器160的信号输入端；PID控制器160的信号输出端连接功分器170的信号输入端；功分器170的一个信号输出端连接待锁定激光器10的锁频端，功分器170的另一个信号输出端连接超稳腔210的校正信号端。

其中，经原子分子气室120产生的饱和吸收光谱信号携带调制的频率或相位信息通过光路由光电探测器130转换为电信号，并发送给锁相放大器150，电信号中包括调制的频率信息。其中，在本实施例中，在原子分子气室120和光电探测器130之间的光路中还增加了PBS和反射镜，用于改变光的方向，其为可选部件，根据实际元器件的布局而定。参考信号源140同时为声光调制器AOM和锁相放大器150提供参考信号。

锁相放大器150对光电探测器130发送来的吸收光谱信号的电信号和参考信号进行处理，从中解调得到频率或相位偏移信号，也就是误差信号，再将误差信号发送给PID控制器160。经过比例、积分、微分计算后得到锁定信号。本实施例中的PID控制器160计算得到的锁定信号经过功分器170分为两路信号，一路作为锁定信号注入给待锁定激光器10，对待锁定激光器10进行锁频，另一路作为校正信号注入给超稳腔稳频组件200中的超稳腔210，用来校正超稳腔210。

超稳腔稳频组件200包括超稳腔210、光电探测器220、参考信号源230、锁相放大器240和PID控制器250。超稳腔210的一个光入射端通过超稳腔入射光路连接待锁定激光器20的激光输出端；超稳腔210的对应光出射端经反射光路连接光电探测器220的探测端；光电探测器220的电信号端连接锁相放大器240的一个信号输入端；锁相放大器240的另一个信号输入端连接参考信号源230的一个参考信号端；锁相放大器240的信号输出端连接PID控制器250的信号输入端；PID控制器250的信号输出端连接待锁定激光器20的锁频端。

其中，待锁定激光器20经入射光路连接超稳腔210。可选地，在入射光路上增加电光调制器EOM，用于对入射到超稳腔210的激光进行频率或相位调制。超稳腔210的反射光送入光电探测器220得到反射光的电信号。其中，根据需要可在超稳腔210与光电探测器220之间的反射光路中增加1/4波片和PBS，通过1/4波片对反射光进行隔离，并由PBS改变超稳腔210反射光的偏转方向，将超稳腔210反射光发送到光电探测器220。

超稳腔210的反射光中包含电光调制器EOM调制的频率或相位等信息，经过光电探测器220转换后，其电信号中保留了相同的信息。

参考信号源230同时为电光调制器EOM和锁相放大器240提供参考信号。

锁相放大器240对光电探测器220发送来的反射信号的电信号和参考信号进行处理，从中解调得到频率偏移电信号或相位偏移电信号，也就是得到误差信号。再将误差信号发送给PID控制器250，经过比例、积分、微分计算后得到锁定信号。该锁定信号注入给待锁定激光器20，对待锁定激光器20进行锁频。

本实施例中的待锁定激光器可以有多个。当有多个待锁定激光器时，具有对应的光电探测器、参考信号源、锁相放大器和PID控制器，基于同一个超稳腔210提供标准信号，因而可以达到同时对多个激光器锁频的目的。

本实施例中超稳腔210可以为法布里-珀罗腔(Fabry-Perot cavity，简称FP腔)，其是业界常用的参考腔，由两个高反平面镜构成。由于FP腔在短时间内可以提供精确的标准信号，因而以FP腔的反射光信号作为锁频的标准信号可以在短期内对激光器达到很好的锁频效果。然而，FP腔的腔长易受外界的干扰而发生变化，一旦腔长发生变化，其反射光信号则不再准确，因而在常规的锁频技术中FP腔不能长时间用于锁频。但是在本实用新型中，饱和吸收光谱稳频组件100可在FP腔工作时实时地向FP腔提供用于校正FP腔的腔长的校正信号，以保持FP腔的腔长的稳定性。换言之，即使外部环境随着时间发生变化，FP腔的腔长也能够随着时间的推移在总体上保持一致，这样可有效地提升对FP腔的腔长的精度控制，进而使得FP腔能够始终提供准确的标准信号，达到为激光器长时间稳频的目的。

图3是根据本实用新型另一个实施例的激光稳频装置结构示意图。与图2所示的激光稳频装置相比，还包括分束组件109，分束组件109的光入射端连接待锁定激光器10的激光输出端，将待锁定激光器10发出的激光分束为两束激光。分束组件109的一个光出射端经光路连接饱和吸收光谱稳频组件100中的分束组件110，分束组件109的另一个光出射端经超稳腔入射光路连接超稳腔210的光入射端。超稳腔入射光路中包括一些光路元件，如1/2波片、PBS和1/4波片等。超稳腔210对分束组件109分束的待锁定激光器10激光的反射光经过1/4波片和PBS发送给光电探测器201，由光电探测器201将其转换为电信号，并发送给锁相放大器202。锁相放大器202对光电探测器201发送来的反射信号的电信号和来自参考信号源203的参考信号进行处理，得到误差信号，再将误差信号发送给PID控制器204，经过比例、积分、微分计算后得到锁定信号，并注入给待锁定激光器10，与经过饱和吸收光谱稳频组件100得到的锁定信号同时对待锁定激光器10进行锁频。其中，参考信号源203和参考信号源230可以为同一参考信号源，也可以是不同的参考信号源。并且，在将分束组件109分束的待锁定激光器10发出的激光送入超稳腔210中的超稳腔入射光路中还可以包括电光调制器EOM(图中未示出)进行频率调制，用于得到更加稳定的锁定信号。另外，为了增加对超稳腔进行校正的校正信号的功率，可以在电路上增加功率放大器180，以满足超稳腔压电陶瓷对电信号的要求。

在本实施例中，利用超稳腔稳频组件和饱和吸收光谱稳频组件得到两个锁定信号，同时作用于待锁定激光器从而使得待锁定激光器的频率更加稳定。其中，超稳腔210可包括多个光入射端和对应的多个光出射端，即超稳腔210可以同时为多个激光器提供标准参考信号。

图4是根据本实用新型另一个实施例的激光稳频装置结构示意图。与图2所示实施例的装置相比，本实施例还提供了分束组件108和拍频稳频组件300。拍频稳频组件300包括合束组件310、光电探测器320、参考信号源330、锁相放大器340和PID控制器350；合束组件310例如为PBS，分束组件108的光入射端连接待锁定激光器10，将待锁定激光器10发出的激光分束为两束激光。一束发送给分束组件109，另一束发送给合束组件310。第三待锁定激光器30发出的激光入射到合束组件310，合束组件310对待锁定激光器30发出的激光和待锁定激光器10发出的激光合束并得到拍频干涉光信号。拍频干涉光信号经光电探测器320转换得到电信号，并与参考信号源330提供的参考信号经锁相放大器340得到拍频偏移信号。拍频偏移信号经PID控制器350得到锁定信号；锁定信号注入给待锁定激光器30，对待锁定激光器进行锁频。分束组件109对待锁定激光器10发出的激光进一步分束得到两束激光，分别经过吸收光谱稳频组件100和超稳腔稳频组件200得到对应的锁定信号，由这两个锁定信号对待锁定激光器10共同锁频。在本实施例中，待锁定激光器30的波长与待锁定激光器10的波长相同，以待锁定激光器10的激光作为标准信号，对待锁定激光器30进行锁频。虽然本实施例中是以待锁定激光器10的激光作为标准信号，当然也可是图4中的待锁定激光器20的激光作为标准信号。

另外，本实施例中的待锁定激光器10经过吸收光谱稳频组件100和超稳腔稳频组件200共同稳频，当然也可以仅由吸收光谱稳频组件100稳频。

从图4可见，本实施例先对待锁定激光器10发出的激光分束为两束激光，将一束激光发送给拍频稳频组件300，将另一束激光进一步分束两束激光，分别采用饱和吸收光谱稳频组件100和超稳腔稳频组件200共同稳频。也可单独由给饱和吸收光谱稳频组件100进行稳频，

而后待锁定激光器30发出的激光发送给拍频稳频组件300，和待锁定激光器10发出的激光经拍频稳频组件300处理得到锁定信号；其中，待锁定激光器30的波长与待锁定激光器10的波长相同。

经拍频稳频组件300处理得到的锁定信号注入给待锁定激光器30，对待锁定激光器30进行锁频。

经过上述处理过程可知，当两个激光器的波长相同时，可以先对其中一个按照前述的各种装置进行稳频，而后再利用波长相同的激光能够产生拍频干涉的特点，以稳频后的激光器为标准信号源，对另一个激光器进行稳频，在简化设备的同时，能够达到多个同波长激光器同时稳频的目的。

基于饱和吸收光谱稳频组件100和超稳腔稳频组件200和拍频稳频组件300可以衍生出多种多激光器同时稳频的方法，例如：

方式一

对两个波长相同的待锁定激光器10和待锁定激光器30进行稳频的流程如下：

基于饱和吸收光谱稳频组件100对待锁定激光器10发出的激光进行处理得到锁定信号。

将锁定信号注入给待锁定激光器10，对待锁定激光器10进行锁频。

将待锁定激光器30(另一个与待锁定激光器10同波长的激光器)发出的激光和待锁定激光器10发出的激光分别发送给拍频稳频组件300，经拍频稳频组件300处理得到锁定信号。

将经拍频稳频组件300处理得到的锁定信号注入给待锁定激光器30，对待锁定激光器30进行锁频。

方式二

对两个波长相同的待锁定激光器10和待锁定激光器30进行稳频的流程如下：

基于饱和吸收光谱稳频组件100对待锁定激光器发出的激光进行处理得到锁定信号。

将锁定信号分为两个信号，将其中一个注入给待锁定激光器10，对待锁定激光器10进行锁频；将另一个信号注入给超稳腔稳频组件200中的超稳腔，以校正超稳腔。

基于超稳腔稳频组件对待锁定激光器10发出的激光进行处理得到另一个锁定信号。

将该锁定信号注入给对应的待锁定激光器10，与前一个锁定信号共同对待锁定激光器10进行锁频。

将待锁定激光器30发出的激光和待锁定激光器10发出的激光分别发送给拍频稳频组件300，经拍频稳频组件300处理得到锁定信号。

将经拍频稳频组件300处理得到的锁定信号注入给待锁定激光器30，对待锁定激光器30进行锁频。

方式三

当有三个波长各不相同的激光器需要同时进行稳频时，为了与前面说明不相冲突和矛盾而引起混乱，在本实施例，将其中的一个激光器称为待锁定激光器10，将别外两个激光器都称为待锁定激光器20。本实施例中的稳频流程如下：

基于饱和吸收光谱稳频组件100对待锁定激光器10发出的激光进行处理得到锁定信号。

将锁定信号分为两个信号；将其中一个信号注入给待锁定激光器10，对待锁定激光器10进行锁频；将另一个信号作为校正信号注入给超稳腔稳频组件200中的超稳腔，以校正超稳腔。

基于超稳腔稳频组件分别对另外两个锁定激光器20发出的激光进行处理得到对应的两个锁定信号。

将两个锁定信号分别注入给对应的待锁定激光器20，用以对待锁定激光器20进行锁频。

本实用新型提供的激光稳频装置可以应用在多激光器同时工作的任何应景场景中。例如，囚禁镱离子实验中通常需要用到四种波长的激光器，分别是：369nm激光器，用于多普勒冷却、态初始化、态探测；935nm激光器和638nm激光器，用于维持离子长时间冷却和稳定囚禁；399nm激光器，用于镱离子的制备。为了实现对镱离子的长时间冷却囚禁、精确操控和探测等，需要激光的频率保持长时间的稳定。但是实际使用的激光器中的谐振腔容易受到外界环境的影响，谐振腔的腔长变化会导致激光器的频率发生飘移。当应用本实用新型提供的激光稳频装置时，选择一个激光器作为激光器10，利用原子分子饱和吸收光谱信号作为标准信号实现对该第一激光器的长期稳定，同时再利用对该激光器10实现长期稳定锁频的锁定信号对超稳腔的腔长进行校正，从而可以使超稳腔能够长时间地、稳定地提供标准信号，进而利用超稳腔的优点对其他几个激光器进行稳频，最终实现对多个激光器同时稳频的目的，不需要为每一个激光器配置一套稳频装置，减少了设备的使用，既节省了成本，也简化了整体设备。

本实用新型还提供了离子阱量子计算机，其中包括前述的激光稳频装置，为工作过程中应用的多个激光器进行稳频，从而提高了离子阱量子计算机的性能。

需说明，以上说明中的第一、第二、第三、第四等是为了区分在同一或不同实施例中的具有相同名称的特征，并不是数量上的限制。并且本实用新型并不局限于上文所描述或在图中示出的特定配置和处理。以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，所描述的系统、设备、模块或单元的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，不需再赘述。应理解，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光稳频装置，其特征在于，包括饱和吸收光谱稳频组件和超稳腔稳频组件；饱和吸收光谱稳频组件包括第一分束组件、原子分子气室、第一光电探测器、第一参考信号源、第一锁相放大器、第一PID控制器及功分器；超稳腔稳频组件包括超稳腔、第二光电探测器、第二参考信号源、第二锁相放大器和第二PID控制器；

其中，第一分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器的激光输出端；第一分束组件的两个光出射端分别经泵浦光路和探测光路连接原子分子气室的两个光入射端；原子分子气室的光出射端经反射光路连接第一光电探测器的探测端；第一光电探测器的电信号端连接第一锁相放大器的第一信号输入端；第一锁相放大器的第二信号输入端连接第一参考信号源的参考信号端；第一锁相放大器的信号输出端连接第一PID控制器的信号输入端；第一PID控制器的信号输出端连接功分器的信号输入端；功分器的第一信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端，功分器的第二信号输出端连接超稳腔的校正信号端；

超稳腔的第一光入射端通过超稳腔入射光路连接第二待锁定激光器的激光输出端；超稳腔的第一光出射端经反射光路连接第二光电探测器的探测端；第二光电探测器的电信号端连接第二锁相放大器的第一信号输入端；第二锁相放大器的第二信号输入端连接第二参考信号源的参考信号端；第二锁相放大器的信号输出端连接第二PID控制器的信号输入端；第二PID控制器的信号输出端连接第二待锁定激光器的锁频端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第二分束组件，第二分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器的激光输出端；第二分束组件的一个光出射端经光路连接饱和吸收光谱稳频组件中的第一分束组件，第二分束组件的另一个光出射端经超稳腔入射光路连接超稳腔的第二光入射端；超稳腔的第二光出射端经反射光路连接第三光电探测器的探测端；第三光电探测器的电信号端连接第三锁相放大器的第一信号输入端；第三锁相放大器的第二信号输入端连接第三参考信号源的参考信号端；第三锁相放大器的信号输出端连接第三PID控制器的信号输入端；第三PID控制器的信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，泵浦光路中包括调制器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，超稳腔入射光路中包括调制器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在功分器的第二信号输出端与超稳腔的校正信号端之间设置有功率放大器。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第三分束组件和拍频稳频组件，拍频稳频组件包括合束组件、第四光电探测器、第四参考信号源、第四锁相放大器和第四PID控制器；第三分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器或第二待锁定激光器的激光输出端，第三分束组件的一个光出射端连接合束组件的第一光入射端，第三分束组件另一个光出射端连接第一分束组件的光入射端；

合束组件的第二光入射端连接第三待锁定激光器的激光输出端，合束组件的光出射端连接第四光电探测器的探测端；第四光电探测器的电信号端连接第四锁相放大器的第一信号输入端；第四锁相放大器的第二信号输入端连接第四参考信号源的参考信号端；第四锁相放大器的信号输出端连接第四PID控制器的信号输入端；第四PID控制器的信号输出端连接第三待锁定激光器的锁频端；

其中，第三待锁定激光器的波长与第一待锁定激光器或第二待锁定激光器的波长相同。

7.一种激光稳频装置，其特征在于，包括第一分束组件、饱和吸收光谱稳频组件和拍频稳频组件；其中，饱和吸收光谱稳频组件包括第二分束组件、原子分子气室、第一光电探测器、第一参考信号源、第一锁相放大器及第一PID控制器；拍频稳频组件包括合束组件、第二光电探测器、第二参考信号源、第二锁相放大器和第二PID控制器；

第一分束组件的光入射端连接第一待锁定激光器的激光输出端，第一分束组件的一个光出射端连接合束组件的第一光入射端，第一分束组件的另一个光出射端连接第二分束组件的光入射端；

第二分束组件的两个光出射端分别经泵浦光路和探测光路连接原子分子气室的两个光入射端；原子分子气室的光出射端经反射光路连接第一光电探测器的探测端；第一光电探测器的电信号端连接第一锁相放大器的第一信号输入端；第一锁相放大器的第二信号输入端连接第一参考信号源的参考信号端；第一锁相放大器的信号输出端连接第一PID控制器的信号输入端；第一PID控制器的信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端；

合束组件的第二光入射端连接第二待锁定激光器的激光输出端，合束组件的光出射端连接第二光电探测器的探测端；第二光电探测器的电信号端连接第二锁相放大器的第一信号输入端；第二锁相放大器的第二信号输入端连接第二参考信号源的参考信号端；第二锁相放大器的信号输出端连接第二PID控制器的信号输入端；第二PID控制器的信号输出端连接第二待锁定激光器的锁频端；

其中，第二待锁定激光器的波长与第一待锁定激光器的波长相同。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括第三分束组件和超稳腔稳频组件，超稳腔稳频组件包括超稳腔、第三光电探测器、第三参考信号源、第三锁相放大器和第三PID控制器；

对应地，饱和吸收光谱稳频组件还包括功分器；功分器的信号输入端连接第一PID控制器的信号输出端，功分器的第一信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端，功分器的第二信号输出端连接超稳腔的校正信号端；

第三分束组件的光入射端连接第一分束组件的一个光出射端；第三分束组件的一个光出射端连接经光路连接饱和吸收光谱稳频组件中的第一分束组件，第三分束组件的另一个光出射端经超稳腔入射光路连接超稳腔的第一光入射端；

与超稳腔的第一光入射端对应的超稳腔的第一光出射端经反射光路连接第三光电探测器的探测端；第三光电探测器的电信号端连接第三锁相放大器的第一信号输入端；第三锁相放大器的第二信号输入端连接第三参考信号源的参考信号端；第三锁相放大器的信号输出端连接第三PID控制器的信号输入端；第三PID控制器的信号输出端连接第一待锁定激光器的锁频端。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，超稳腔的第二光入射端连接第三待锁定激光器的激光输出端；与超稳腔的第二光入射端对应的超稳腔的第二光出射端经反射光路连接第四光电探测器的探测端；第四光电探测器的电信号端连接第四锁相放大器的第一信号输入端；第四锁相放大器的第二信号输入端连接第四参考信号源的参考信号端；第四锁相放大器的信号输出端连接第四PID控制器的信号输入端；第四PID控制器的信号输出端连接第三待锁定激光器的锁频端。

10.一种离子阱量子计算机，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的激光稳频装置。

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