[發明專利]一種能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘

有效

• 申請號: 202110156688.2
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112904700B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 杜志靜;劉艷艷;劉濤;張首剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G04F5/14
• 分類號: G04F5/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張琳麗

1.一種能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，包括：光學系統、物理系統、探測系統以及偏振器件；

光學系統，用于產生激光；所述光學系統包括激光器、分束器、飽和吸收光譜、激光鎖頻模塊、偏振分光棱鏡、聲光調制器、1/4波片、全反射鏡和物理系統前反射鏡；激光器的輸出激光經整形隔離后，通過分束器分成光強相對弱的第一束激光和光強相對強的第二束激光，所述第一束激光輸入飽和吸收光譜，飽和吸收光譜電壓輸入到激光鎖頻模塊，激光鎖頻模塊將誤差信號反饋到激光控制部分，以實現激光頻率的鎖定；第二束激光經過偏振分光棱鏡入射到聲光調制器，之后經過1/4波片入射到全反射鏡，經全反射鏡的反射后，再次經過1/4波片、聲光調制器以及物理系統前反射鏡輸入到物理系統；

所述偏振器件，位于光學系統到物理系統的激光光路上，用于對光學系統發出的激光進行起偏，產生的線偏振光射入所述物理系統、與所述物理系統銣泡內的銣原子相互作用；

所述探測系統，包括激光分束片、第一探測器、第二探測器、信號采集處理器、伺服環路、壓控晶振以及頻率綜合器；所述激光分束片，位于所述物理系統的輸出光路上，用于將物理系統輸出的光分為兩路；所述第一探測器和所述第二探測器分別位于所述激光分束片分出的兩路光路中，用于分別對所述激光分束片分出的兩路光信號進行探測；所述信號采集處理器，用于采集所述第一探測器輸出的第一信號和所述第二探測器輸出的第二信號，并將所述第一信號和所述第二信號的差除以所述第一信號和所述第二信號的和，得到法拉第旋轉角度；所述伺服環路基于所述法拉第旋轉角度計算反饋電壓信號，并將所述反饋電壓信號反饋到所述壓控晶振上，晶振為所述頻率綜合器的本地參考頻率；所述頻率綜合器的輸出微波饋入到物理系統與銣泡內的銣原子相互作用。

2.根據權利要求1所述的能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，所述物理系統包括磁屏蔽筒、軸向磁場筒、微波腔、銣泡和微波天線，所述銣泡放置在所述微波腔中，所述微波腔放置在所述軸向磁場筒中，所述軸向磁場筒放置于所述磁屏蔽筒中；所述頻率綜合器的輸出微波通過所述微波腔上的天線饋入到所述微波腔與所述銣泡內的銣原子相互作用。

3.根據權利要求1所述的能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，所述激光器采用780nm或者795nm的半導體激光器。

4.根據權利要求1所述的能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，所述偏振器件采用消光比100000：1的吸收型偏振片。

5.根據權利要求1所述的能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，所述激光分束片采用沃拉斯頓棱鏡。

6.根據權利要求1或4所述的能夠降低激光噪聲的POP銣原子鐘，其特征在于，所述激光分束片與所述偏振器件的光軸角度成45度。