[發(fā)明專利]一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510981372.1
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105467822A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧向東;王巍;王豪;張笑楠;王學鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G04F5/14
• 分類號: G04F5/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于包括激光器部分和原子氣室部分，其中：

激光器部分包括VCSEL激光管(1)、小孔光闌(2)和λ/4波片(3)，VCSEL激光管(1)、小孔光闌(2)、λ/4波片(3)通過固定支架依次連接，且VCSEL激光管發(fā)出的激光光斑、小孔光闌(2)以及λ/4波片(3)同軸放置；

原子氣室部分包括原子氣室(7)、C場線圈(4)、熱敏電阻(6)、加熱片(5)和光電探測器(8)，原子氣室(7)為密封口位于圓柱面中心位置的玻璃型原子氣室，C場線圈(4)采用反亥姆霍茲線圈結(jié)構(gòu)，通過兩個套筒固定在原子氣室(7)的兩端，避開原子氣室的密封口尖錐，加熱片(5)插在C場線圈套筒(41)與原子氣室(7)的下部分狹縫中，熱敏電阻(6)插在套筒(41)與原子氣室(7)的上部分狹縫中，加熱片(5)和熱敏電阻(6)隔開放置，不相互接觸，光電探測器(8)放置在原子氣室(7)的末端；

激光器部分、原子氣室(7)和光電探測器(8)依次通過雙層磁屏蔽筒套裝在一起，并且原子氣室(7)、光電探測器(8)的中心位于激光器部分的軸線上；

VCSEL激光器作為光源產(chǎn)生線偏振光，線偏振光經(jīng)過調(diào)節(jié)激光光強的小孔光闌(2)強度得到衰減，然后經(jīng)過λ/4波片(3)得到圓偏振光，圓偏振光照射在原子氣室(7)上，原子氣室(7)外的C場線圈(4)用來產(chǎn)生平行于光傳播方向的均勻磁場，在均勻磁場環(huán)境下，原子氣室(7)內(nèi)的原子與激光相互作用，產(chǎn)生CPT現(xiàn)象，光電探測器探測透過原子氣室(7)的CPT信號，進行光電轉(zhuǎn)換輸出電信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱片(5)為低電磁薄膜電加熱片，由兩片柔性薄膜材料(52)組成，每片柔性薄膜材料上鍍了一層“Z”型排列的金屬加熱絲(53)，兩片低電磁薄膜電加熱片兩面背對著完全貼合在一起，加熱片中金屬絲(53)形成雙股平行結(jié)構(gòu)，通過并聯(lián)或者串聯(lián)的方式連接到加熱片(5)的電極(51)處。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于：所述低電磁薄膜電加熱片采用高頻交流電加熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于：所述雙層磁屏蔽筒外利用真空絕熱封裝技術(shù)完成物理系統(tǒng)的絕熱封裝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型CPT原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)所述小孔光闌的孔徑來調(diào)節(jié)偏振光的光強。