基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟

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	基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟
其他题名	基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟
	汪中; 陈景标
	2019-10-15
专利权人	温州激光与光电子协同创新中心
公开日期	2019-10-15
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明提供一种基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟，包括半导体激光器管芯(3)、准直透镜(11)、原子滤光器(4)、第一λ/4波片(5)、相干布居数囚禁气室6、第二λ/4波片(7)和部分反射镜(8)，所述原子滤光器(4)与相干布居数囚禁气室(6)具有相同的工作原子，调整半导体激光器管芯(3)外侧端面与部分反射镜(8)镜面之间的距离使工作原子基态两超精细结构跃迁频率等于激光器纵模间隔的整数倍。本发明利用相干布居数囚禁现象对激光器增益的调制实现对激光模式的自动锁定，使其频率间隔稳定的等于工作原子基态超精细结构的跃迁频率，所得输出信号的信噪比高，且对伺服电路系统的依赖性低，因此稳定性高。
其他摘要	本发明提供一种基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟，包括半导体激光器管芯(3)、准直透镜(11)、原子滤光器(4)、第一λ/4波片(5)、相干布居数囚禁气室6、第二λ/4波片(7)和部分反射镜(8)，所述原子滤光器(4)与相干布居数囚禁气室(6)具有相同的工作原子，调整半导体激光器管芯(3)外侧端面与部分反射镜(8)镜面之间的距离使工作原子基态两超精细结构跃迁频率等于激光器纵模间隔的整数倍。本发明利用相干布居数囚禁现象对激光器增益的调制实现对激光模式的自动锁定，使其频率间隔稳定的等于工作原子基态超精细结构的跃迁频率，所得输出信号的信噪比高，且对伺服电路系统的依赖性低，因此稳定性高。
主权项	基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟，所述激光原子钟包括依序设置在光路上的半导体激光二极管(3)、准直透镜(11)、原子滤光器(4)、第一λ/4波片(5)和部分反射镜(8)，其特征在于在第一λ/4波片(5)和部分反射镜(8)之间还依序设置具有轴向磁场的相干布居数囚禁气室(6)和第二λ/4波片(7)，其中，所述原子滤光器(4)与相干布居数囚禁气室(6)具有相同的工作原子，半导体激光二极管(3)的输出波长对应所述工作原子能级跃迁谱线，第二λ/4波片(7)的快慢轴方向与第一λ/4波片(5)正交或平行，通过调整半导体激光二极管(3)外侧端面与部分反射镜(8)镜面之间的距离，使所述工作原子基态两超精细结构跃迁频率等于激光器纵模间隔的整数倍；半导体激光二极管(3)的输出光经准直透镜(11)准直后，原子滤光器(4)滤光，得到两个频率间隔等于原子基态超精细能级跃迁频率的线偏振光，经第一λ/4波片(5)转换为两个圆偏振光场，然后进入相干布居数囚禁气室(6)、与所述气室内的工作原子发生相干布居数囚禁效应，所得输出的透过光谱具有两个吸收峰，所述吸收峰与所述线偏正光的透过峰形状相同、方向相反，且所述吸收峰的顶部出现宽度等于原子跃迁自然增宽的窄线宽透过峰；通过使原子滤光器(4)的透过谱与相干布居数囚禁气室(6)的吸收谱相抵消，得到线宽等于工作原子自然增宽的透过峰；然后调整半导体激光二极管(3)的驱动电流使腔内纵模中仅对应相干布居数囚禁气室(6)的透射峰的两个模式增益大于损耗，进而使纵模频率间隔对应基态原子超精细能级跃迁频率的这两个激光模式在腔内形成稳定的激光振荡。
申请日期	2019-07-15
专利号	CN110333651A
专利状态	申请中
申请号	CN201910634628
公开（公告）号	CN110333651A
IPC 分类号	G04F5/14
专利代理人	黄绿雯
代理机构	北京君智知识产权代理事务所(普通合伙)
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/57267
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	温州激光与光电子协同创新中心
推荐引用方式 GB/T 7714	汪中,陈景标. 基于相干布居数囚禁模式锁定的激光原子钟. CN110333651A[P]. 2019-10-15.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN110333651A.PDF（336KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文