[發(fā)明專(zhuān)利]一種原子鐘基準(zhǔn)頻率的獲取方法及原子鐘

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910078110.9
• 申請(qǐng)日: 2009-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101488753A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪中;郭濤;鄧科;陳徐宗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03L7/26
• 分類(lèi)號(hào): H03L7/26;H01S5/042;H01S5/06;G02F1/35
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 賈曉玲

1.一種原子鐘基準(zhǔn)頻率的獲取方法，其步驟包括：

1)用驅(qū)動(dòng)電流源驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器，該半導(dǎo)體激光器同時(shí)受微波信號(hào)調(diào)制，產(chǎn)生兩個(gè)頻率差等于上述微波信號(hào)頻率的泵浦激光；

2)上述兩個(gè)泵浦激光與具有Λ三能級(jí)系統(tǒng)的原子作用，所述微波信號(hào)的頻率與原子Λ三能級(jí)系統(tǒng)的兩個(gè)下能級(jí)間隔有偏差，偏差頻率大于相干布居數(shù)囚禁譜線半寬度，產(chǎn)生一個(gè)與相干布居數(shù)囚禁失諧瞬態(tài)振蕩相同頻率的馳豫振蕩信號(hào)；馳豫振蕩信號(hào)的振蕩頻率等于兩個(gè)泵浦激光頻率差與原子兩個(gè)下能級(jí)頻率間隔的差值；

3)將上述馳豫振蕩信號(hào)的頻率與上述調(diào)制半導(dǎo)體激光器的微波信號(hào)的頻率相加，得到原子鐘的標(biāo)準(zhǔn)頻率。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電流源產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行調(diào)制，驅(qū)動(dòng)電流在工作點(diǎn)和閾值以下周期性變換，使泵浦激光按一定周期激發(fā)相干布居數(shù)囚禁失諧瞬態(tài)振蕩。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，方波信號(hào)的頻率小于相干布居數(shù)囚禁失諧瞬態(tài)振蕩頻率。

4.一種原子鐘，包括：

一微波信號(hào)源，用于產(chǎn)生微波信號(hào)；

一驅(qū)動(dòng)電流源，用于產(chǎn)生半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流；

一偏置樹(shù)Bias-T，用于驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)和微波信號(hào)疊加；

一半導(dǎo)體激光器，上述疊加后信號(hào)作為該激光器的驅(qū)動(dòng)和調(diào)制信號(hào)，產(chǎn)生兩個(gè)頻率差等于上述微波信號(hào)頻率的泵浦激光；

一原子氣室，具有Λ三能級(jí)系統(tǒng)的原子蒸汽置于該氣室內(nèi)，上述兩個(gè)泵浦激光與具有Λ三能級(jí)系統(tǒng)的原子作用，兩激光頻率差大于CPT譜線半寬度，產(chǎn)生一個(gè)與相干布居數(shù)囚禁失諧瞬態(tài)振蕩相同頻率的馳豫振蕩信號(hào)，馳豫振蕩信號(hào)的振蕩頻率等于兩個(gè)泵浦激光頻率差與原子兩個(gè)下能級(jí)頻率間隔的差值；

一光電轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)上述馳豫振蕩信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的信號(hào)一路反饋到驅(qū)動(dòng)電流源，用于鎖定半導(dǎo)體激光器的工作波長(zhǎng)，另一路信號(hào)經(jīng)過(guò)一信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成頻率相同的正弦波信號(hào)；

一混頻器，用于上述正弦波信號(hào)和調(diào)制半導(dǎo)體激光器的微波信號(hào)相加，獲得原子鐘標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)。

5.如權(quán)利要求4所述的原子鐘，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的泵浦激光信號(hào)經(jīng)過(guò)一衰減片，該衰減片用于調(diào)整激光信號(hào)的功率達(dá)到原子鐘工作所需要的強(qiáng)度。

6.如權(quán)利要求4或5所述的原子鐘，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的泵浦激光信號(hào)經(jīng)過(guò)一λ/4波片，該λ/4波片用于將激光信號(hào)輸出的線偏振光轉(zhuǎn)換為激發(fā)相干布居數(shù)囚禁所需要的圓偏振光。

7.如權(quán)利要求4或5所述的原子鐘，其特征在于，所述微波信號(hào)源的微波信號(hào)通過(guò)一延時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入混頻器，該延時(shí)系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體激光器、光電轉(zhuǎn)換器和信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換器到達(dá)混頻器的信號(hào)和直接從微波源到達(dá)混頻器的信號(hào)有相同的時(shí)延。

8.如權(quán)利要求5所述的原子鐘，其特征在于，所述衰減片由偏振片組或光學(xué)衰減片構(gòu)成。