[發明專利]連續式CPT態制備與差分探測的方法及系統

有效

• 申請號: 202110679500.2
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113406876B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張首剛;李青林;云恩學;郝強;劉國賓;高玉平
• 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: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種連續式CPT態制備與差分探測的系統，包括直流電源、微波信號源、微波耦合器Bias-Tee、激光器、偏振片、四分之一波片、消偏振分束棱鏡、原子氣室、反射鏡、二分之一波片、偏振分束棱鏡、探測器和減法器，其特征在于，所述的微波信號源生成的微波信號和直流電源提供的電流通過微波耦合器Bias-Tee耦合后驅動DBR激光器產生波長為795nm的線偏振相干雙色光，相干雙色光經過第一偏振片轉變為線偏振光，線偏振光通過四分之一波片轉變為右旋圓偏振的制備光，并由消偏振分束棱鏡透射進入原子氣室，與⁸⁷Rb原子相互作用完成CPT態制備；與⁸⁷Rb原子相互作用后的制備光通過第二偏振片轉變為線偏振的探測光，經反射鏡反射回來再次進入原子氣室，與⁸⁷Rb原子相互作用后透射至消偏振分束棱鏡，經由消偏振分束棱鏡，探測光的透射光與制備光空間分離；探測光的透射光經過二分之一波片和偏振分束棱鏡，其正交偏振分量得到空間分離，得到兩束相干光，兩束相干光分別通過第一探測器和第二探測器獲得相干相長和相干相消的CPT信號，利用減法器將兩者相減得到差分CPT信號。

2.根據權利要求1所述的連續式CPT態制備與差分探測的系統，其特征在于，所述的四分之一波片的快軸與第一偏振片的偏振方向成-45°夾角。

3.一種連續式CPT態制備與差分探測的系統，包括直流電源、微波信號源、微波耦合器Bias-Tee、激光器、偏振片、消偏振分束棱鏡、反射鏡、二分之一波片、偏振分束棱鏡、探測器和減法器，其特征在于，所述的微波信號源生成的微波信號和直流電源提供的電流通過微波耦合器Bias-Tee耦合后驅動DBR激光器產生波長為795nm的線偏振相干雙色光，相干雙色光經過偏振片轉變為線偏振光，線偏振光入射原子氣室，與⁸⁷Rb原子相互作用，透射的線偏振光經過消偏振分束棱鏡空間分離為兩束光，一部分透射后通過八分之一波片，被反射鏡反射回來，轉變為右旋圓偏振光再次進入原子氣室與⁸⁷Rb相互作用；另一部分反射光經過二分之一波片和偏振分束棱鏡，其正交偏振分量得到空間分離，得到兩束相干光，兩束相干光分別通過第一探測器和第二探測器獲得相干相長和相干相消的CPT信號，利用減法器將兩者相減得到差分CPT信號。

4.根據權利要求3所述的連續式CPT態制備與差分探測的系統，其特征在于，所述的八分之一波片的快軸和線偏振光偏振方向成-45°夾角。

5.一種連續式CPT態制備與差分探測的系統，包括直流電源、微波信號源、微波耦合器Bias-Tee、激光器、偏振片、四分之一波片、消偏振分束棱鏡、原子氣室、反射鏡、二分之一波片、偏振分束棱鏡、探測器和減法器，其特征在于，所述的微波信號源生成的微波信號和直流電源提供的電流通過微波耦合器Bias-Tee耦合后驅動DBR激光器產生波長為795nm的線偏振相干雙色光，相干雙色光經過偏振片轉變為線偏振光，線偏振光經過第一四分之一波片轉變為右旋圓偏振光，右旋圓偏振光經過消偏振分束棱鏡透射進入原子氣室，與⁸⁷Rb原子相互作用，出射的右旋圓偏振光經過第二四分之一波片再次轉變為線偏振光，線偏振光經過第二偏振分束棱鏡分為透射的探測光和反射光；反射光依次經過第一反射鏡、第二二分之一波片、第二偏振片、第二反射鏡、和消偏振分束棱鏡后反射進入原子氣室與⁸⁷Rb原子再次相互作用，其中，消偏振分束棱鏡、第二偏振分束棱鏡、第一反射鏡和第二反射鏡共同構成了兩次同向傳播的反射回路系統，由第二偏振分束棱鏡透射的線偏振光作為探測光經過二分之一波片和偏振分束棱鏡，其正交偏振分量得到空間分離，得到兩束相干光，兩束相干光分別通過第一探測器和第二探測器獲得相干相長和相干相消的CPT信號，利用減法器將兩者相減得到差分CPT信號。

6.根據權利要求5所述的連續式CPT態制備與差分探測的系統，其特征在于，所述的第一四分之一波片的快軸與偏振片的偏振方向成-45°夾角，第二四分之一波片的快軸和第一四分之一波片的快軸相互正交。