[發明專利]一種實現高對比度CPT反相探測的方法和裝置

在審

• 申請號: 202011170537.4
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112242843A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 李青林;云恩學;郝強;劉國賓;高玉平;張首剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種實現高對比度CPT反相探測的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)提供一束相對相位為φ的相干雙色光，其中φ為任意相位；

2)將相干雙色光入射到原子氣室并與原子相互作用，把原子制備到CPT態；當相對相位為φ的相干雙色光將原子制備到CPT穩態后，將相干雙色光的相對相位從φ切換到反相狀態，即φ+π，使得前一相對相位為φ的相干雙色光制備到穩態的CPT暗態變化到CPT亮態；

3)采集原子氣室的透射光，獲得電磁感應吸收形式的CPT信號。

2.根據權利要求1所述的實現高對比度CPT反相探測的方法，其特征在于：所述CPT暗態的制備階段時長為τ₁，反相階段的時長為τ₂，時長τ₁取值為數毫秒，時長τ₂取值為毫秒至亞毫秒量級。

3.根據權利要求1所述的實現高對比度CPT反相探測的方法，其特征在于：采用2個探測窗口，窗口時長分別為t_w1和t_w2，t_w1探測窗口位于CPT暗態制備階段的結束前，t_w2探測窗口位于反相階段開始后，2個探測窗口的延時分別為t_d1和t_d2，t_d1時長為數毫秒，t_d2的時長小于等于500μs；t_w1探測窗口用于判斷CPT暗態是否已經進入穩態，t_w2探測窗口用于探測并獲得高q值的電磁感應吸收形式的CPT信號。

4.一種實現權利要求1所述方法實現高對比度CPT反相探測的裝置，包括直流電源、微波源、相位調制器、微波耦合器、激光器、四分之一波片、原子氣室和探測器，其特征在于：所述的直流電源通過微波耦合器為激光器供電；所述的微波源通過相位調制器實現相位的調制，并通過耦合器為激光器提供調制微波；激光器發出的線偏振相干雙色光通過一個四分之一波片得到圓偏振的相干雙色光，相干雙色光進入原子氣室與原子相互作用，把原子備制到CPT態；當相對相位為同相的相干雙色光將原子制備到CPT穩態后，通過相位調制器實現相干雙色光的相對相位從同相切換到反相狀態，使得同相相干雙色光制備到穩態的CPT暗態變化到CPT亮態，原子氣室的透射光被探測器探測，獲得電磁感應吸收形式的CPT信號。

5.根據權利要求4所述的實現高對比度CPT反相探測的裝置，其特征在于：所述微波源的微波頻率取實驗原子基態兩超精細能級頻差ν_hf的1/n，n取任意正整數。