申请/专利权人：北京大学

申请日：2023-12-11

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117826561A

主分类号：G04F5/14

分类号：G04F5/14;H03L7/26

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于铯原子的双波段光学‑微波原子钟及其实现方法。本发明利用目前实现秒定义铯原子分别作为微波原子钟和光学原子钟的量子参考，实现微波和光学两种波段的原子钟，且两波段可随意切换，也可同时输出。与光晶格钟和离子钟性比，基于热铯原子实现的光钟不需要超稳本振和超冷原子量子参考，具有体积小且长时间连续运行优势；与传统的微波光抽运小铯钟相比，将光钟输出的激光应用于光抽运小铯钟的抽运光和探测光，可以降低激光频率噪声，从而获得频率稳定度更高的微波钟。本发明只需要一个本振激光源，结构简单、操作方便、性能优异、成本低廉。本方明实用性极强，扩展了基于铯原子的微波原子钟和小型化高性能光频原子钟的应用范围。

主权项：1.一种基于铯原子的双波段光学-微波原子钟，其步骤包括：本振激光源1，用于产生波长与铯原子中设定的目标跃迁能级跃迁频率对应的本振激光，经第一半波片2入射到第一偏振分光棱镜3；第一半波片2，用于入射到所述第一偏振分光棱镜3后的反射光和透射光的功率进行调节；经第一偏振分光棱镜3的反射光入射到调制转移谱稳频系统5，用作激光频率稳定；经第一偏振分光棱镜3的透射光入射到第二半波片6；调制转移谱稳频系统5，用于根据收到的反射光产生调制转移谱误差信号，稳定本振激光频率，将本振激光的频率锁定到目标跃迁能级中的第一设定超精细跃迁能级上；第二半波片6，用于对入射到第二偏振分光棱镜7后的反射光和透射光的功率进行调节后；经第二偏振分光棱镜7的反射光经第三半波片10入射到第三偏振分光棱镜11，经第二偏振分光棱镜7的透射光入射到光学频率梳9，与光学频率梳9中频率最相近的第N根梳齿拍频，将拍频信号作为频率标准信号输出；第三半波片10，用于对入射到第三偏振分光棱镜11后的反射光和透射光的功率进行调节；经第三偏振分光棱镜11的透射光入射到声光调制器12，经第三偏振分光棱镜11的反射光作为光抽运小铯钟的探测光入射到第二全反镜18，所述探测光用于探测在拉姆塞微波激励场作用下基态6S12F＝4上的粒子数变化；声光调制器12，用于对入射激光进行移频得到光抽运小铯钟的抽运光，用于将铯原子基态6S12F＝4的原子抽运到6S12F＝3；铯炉14，用于提供铯原子束流入射到微波谐振腔15；微波谐振腔15，用于微波与铯原子相互作用；微波源16，用于为微波谐振腔15提供拉姆塞微波激励场，将铯原子从基态6S12F＝3抽运到6S12F＝4；第二全反镜18，用于将所述抽运光沿原路全反射，加强探测光信号强度；探测器19，用于探测微波原子钟的跃迁拉姆塞谱线；光抽运小铯钟整机电路20，用于对微波源16的频率进行锁定，使微波源16输出原子钟信号，形成基于铯原子的微波原子钟。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京大学 一种基于铯原子的双波段光学-微波原子钟及其实现方法

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