CN101847994A - 一种微波周期性On-Off调制VCSEL实现Ramsey-CPT原子频标的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波On-Off调制VCSEL实现Ramsey-CPT原子钟的方法及装置，其步骤是：A、直流与微波耦合至激光管，扫描直流得到多个吸收峰并锁定直流；B、通断微波实现等效激光脉冲，扫描微波获得Ramsey-CPT条纹；C、锁定微波得到稳定频率输出。其装置是：电流源与Bias-Tee相连，微波源通过微波开关与Bias-Tee相连，Bias-Tee连接到激光产生装置，输出激光经过物理系统后至激光探测装置，控制设备分别与电流源、微波源、微波开关及激光探测装置相连。本发明通过微波On-Off实现激光-原子周期性相互作用，相比传统CPT方案有更优越的鉴频曲线，实现稳定度更高的原子钟。相比用较大体积和功耗的AOM实现的Ramsey-CPT原子钟，本发明结构简单，方法独特，易于微型化，攻克了芯片化Ramsey-CPT原子钟的关键技术。
Description
技术领域
本发明涉及原子频标领域，更具体涉及一种微波On-Off实现Ramsey-CPT原子频标的方法，同时还涉及一种实现Ramsey-CPT原子频标的装置。该方法及装置可应用于原子频标，尤其是微型化高性能的芯片级原子频标(CSAC)，也可用于及磁强计等精密测量设备，在精密测量中有广泛应用前景。
背景技术
微波对垂直腔表面发射激光器(VCSEL)进行调制，产生相干多色光，由正负一级边带组成的双色光与原子相互作用可制备出相干布居囚禁(CPT)态，由此获得电磁感应透明(EIT)现象。EIT谱线可以远远窄于制备CPT激光的线宽，达到与原子微波跃迁谱线相媲美的程度。高分辨EIT谱线能敏感地反映出微波频率出现的偏离，将其微分曲线作为本振频率偏差的鉴频信号，反馈至本振频率进行锁定，从而得到标准频率输出。这就是连续光作用的被动型CPT原子频标(以下简称CPT原子频标)的基本工作原理。其工作过程为：通过扫描激光的基频，得到原子跃迁的多普勒展宽的原子共振吸收谱线，将激光频率锁定在共振吸收谱线的中心，接着扫描耦合在激光器上的微波频率，得到EIT谱线，将微波频率锁定在CPT峰的中心，得到高稳定度的原子频标频率输出。CPT原子频标具有低功耗，易小型化等特点，为空间、功耗受限的极端条件下需要的高稳定度的时间频率标准提供了有力的工具。微型化CPT原子频标的物理系统还可作为高分辨率磁场探头，精确测量微弱磁场强度的空间和时间的变化。
CPT原子频标采用连续激光和原子相互作用的工作方式，而Ramsey-CPT原子频标是将CPT共振与Ramsey干涉相结合，是一种利用脉冲激光和原子相互作用的新型原子频标。该频标通过一只VCSEL产生双色光与原子相互作用，首先将原子制备到CPT态，再利用脉冲光产生Ramsey干涉效应，扫描耦合在激光上的微波频率，会得到比连续光作用得到的EIT谱线更窄、信噪比更高的Ramsey干涉条纹信号。将干涉条纹的微分曲线作为纠偏信号，反馈给本振频率即可实现原子频标。基于Ramsey-CPT干涉原理的原子频标能够获得比CPT原子频标更优的时间频率输出，其频率稳定度可以优于CPT原子频标一个量级以上，并且具有更小的光频移。但是目前已有的Ramsey-CPT原子频标用声光调制器(AOM)作为光开关产生脉冲激光，由于AOM体积较大、功耗较高，限制了Ramsey-CPT原子频标向微型化和低功耗原子频标方向的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种微波周期性on-off实现Ramsey-CPT原子频标的方法。该方法改进了Ramsey-CPT原子频标的结构，简化了实验装置，提高了CPT原子频标的稳定度，突破了Ramsey-CPT原子频标实现微型化和微功耗的原理限制与关键技术。
本发明的另一个目的是在于提供了一种Ramsey-CPT原子频标的装置。该装置设计独特、结构简单，易于实现微型化和低功耗，该装置不仅可用于原子频标，而且还可以应用于磁强计以及高分辨的光谱线测量等研究。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
在CPT原子频标基础上，通过微波周期性on-off调制VCSEL实现原子与光周期性相互作用。微波导通时双色激光将原子制备到CPT态，微波关断时激光与原子失谐而不发生明显的相互作用，此段时间内CPT态自由演化，当微波再次导通期间，由于CPT态与激光的Raman频率存在相位差，CPT态的原子与入射光场相互进行调制，在透射光强上可以观察到干涉条纹，这就是Ramsey-CPT干涉。该方法通过电子学方法控制微波on-off实现了Ramsey-CPT干涉，不仅能实现比CPT原子频标稳定度更高的原子频标，而且保持了CPT原子频标易小型化、低功耗的优点。
一种微波On-Off调制VCSEL实现小型化Ramsey-CPT原子频标的方法，其步骤是：
A.将电流源输出连接到直流偏置单元(Bias-Tee)的直流输入端，将微波源输出通过微波开关连接到Bias-Tee的高频RF输入端。Bias-Tee将直流与微波耦合，得到经过微波调制的电流，其直流偏置大小和微波频率及功率均可控制。将此电流送入激光器，产生相干的多边带激光。相邻边带间距由耦合微波频率调节，各边带幅度由微波功率调节，满足贝塞尔函数形式，选择调制指数约为1.6，使正负一级边带光功率最大。输出激光光强通过衰减片调节，输出激光偏振方向由λ/4波片调节以产生所需的圆偏振激光。
B.将圆偏振双色光送入原子样品泡，与碱金属原子相互作用，通过光检测装置检测透射光强。图1所示为原子Λ三能级结构模型与对应的激光频谱特性。调节激光器输入的直流电流，使激光器输出基频为f0激光，调节微波源产生的微波频率为Δf/2，得到经微波调制后得到的多色光，其正负一级边带的频率为f0±Δf/2，分别对应于原子Λ三能级结构模型中的f1与f2。通过控制设备控制电流源进行直流扫描，改变激光器输出激光的基频，同时记录透射光强的大小，得到多色光与原子Λ三能级相互作用产生的多个吸收峰，图2所示为扫描直流得到的多个吸收峰。扫描结束后，设置电流源的输出为最大吸收峰处对应的电流值。
C.对电流源输出的电流进行调制，对探测光强进行解调，得到吸收峰对应的微分曲线。根据微分曲线反馈直流，使直流输出对应于最大吸收峰的位置。此时激光器输出激光的正负一级边带的频率f1与f2对应于原子Λ三能级结构模型(图1)中两基态与激发态之间的跃迁频率v1与v2。
D.控制微波开关，得到周期性微波脉冲，此时激光输出为等效脉冲，以实现激光-原子周期性相互作用。图3所示为一个周期t0内微波脉冲时序以及对应的输出激光频率特性。每个周期t0内包含两个脉冲，第一个脉冲与第二个脉冲的持续时间分别为τ1、τ2，两个脉冲之间的间隔时间为T，第二个脉冲和后一个周期内的第一个脉冲之间的时间间隔为T′，τ1、τ2时刻微波开关控制微波导通，激光器被调制输出基频为f0的多色光，其中正负-级边带f1和f2与原子相互作用以制备CPT态并产生Ramsey干涉，T时刻微波开关控制微波关断，激光器输出单色光，激光频率失谐，原子自由演化，T′时刻微波断，用于消除前一个周期的影响，通过控制设备控制微波源扫描微波频率，改变激光器输出正负一级边带的频率差，即改变Raman失谐量，记录透射光强，获得Ramsey-CPT条纹。通过实验确定合适的脉冲时序，得到窄线宽、高信噪比的Ramsey-CPT干涉条纹。对于微波脉冲序列，设计合理的上升和下降沿，使得VCSEL的Chirp效应对Ramsey-CPT的负面作用减至最小，这是一个至为重要的技术环节。图4所示为在τ1、τ2、T、T′分别为0.2ms、2ms、0.5ms、10ms的情况下，通过微波On-Off实现的Ramsey-CPT干涉条纹。
E.控制设备控制微波源对微波频率进行调制，对探测光强进行解调，得到Ramsey-CPT干涉条纹对应的微分曲线，将中心条纹作为鉴频信号，将微波频率锁定于Ramsey-CPT干涉条纹中心峰最大峰的位置，此时微波输出频率为Δf/2满足Raman共振，通过对微波频率的锁定，实现原子频标稳定的频率输出。也可以利用本方案实现的Ramsey-CPT干涉条纹，得到较现有CPT磁强计更窄的磁敏感CPT谱线，实现对磁场的精密测量。
一种微波On-Off调制VCSEL实现小型化Ramsey-CPT原子频标的装置，该装置包括：电流源、微波源、微波开关、直流偏置器件(Bias-Tee)、激光产生装置、物理系统、激光探测装置、控制设备。其连接关系是：电流源输出与直流偏置器件的直流偏置输入端相连，微波源输出端与微波开关相连。通过微波开关产生周期性on-off微波。直流偏置器件是一个三端口器件，两个输入端分别与直流源和微波开关相连，输出端连接到激光产生装置。电流源和微波源通过直流偏置器件给连接在输出端口上的激光产生装置提供偏置电流和微波调制。激光产生装置输出的激光经过物理系统入射至激光探测装置。激光探测装置探测被物理系统吸收后透射的光强，光电池将光信号转换为电信号，并通过电流转电压及放大电路转换为控制设备所能处理的电压信号。控制设备分别与电流源、微波源、微波开关以及激光探测装置的输出相连。控制设备采集并处理激光探测装置输出的电压信号，控制电流源和微波源的输出和微波开关的通断。
图6所示为激光产生装置框图，所述的激光产生装置包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，激光器温控、衰减片、λ/4波片。其连接关系是：垂直腔表面发射激光器分别与直流偏置器件(Bias-Tee)输出端口和激光器温控相连，垂直腔表面发射激光器发出的激光通过衰减片，λ/4波片后输出。激光器温控对激光器进行控温，保证激光器稳定工作。衰减片用于调节输出激光的光强，λ/4波片用于改变输出激光的偏振方向，可使垂直腔表面发射激光器输出的线性偏振光转换为圆偏振光。
图7所示为物理系统框图，包括原子样品泡、磁场线圈、磁屏蔽层、物理系统温控。其连接关系是：原子样品泡为充有87Rb原子和缓冲气体的密封玻璃泡，原子样品泡外为磁场线圈和磁屏蔽层。物理系统温控为原子样品泡提供稳定的工作温度。激光产生装置生成调制的多色光沿原子样品泡和磁场线圈轴向通过，在这一过程中，光与原子相互作用，制备CPT态。
图8所示为控制设备框图，包括数据采集硬件、计算机/微控制器信号输出硬件、通讯接口。控制设备可为计算机或微控制器，包含硬件和软件两部分，硬件部分用于实现模拟信号的输入和输出，进行模拟信号和数字信号之间的转换，对电流源及微波源等仪器进行控制，软件部分用于数据的处理与反馈，并控制整个系统的工作流程。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
①通过微波周期性On-Off调制VCSEL实现Ramsey-CPT干涉条纹，相比CPT原子频标具有更窄的线宽和更高的信噪比。本方案可得到更优越的鉴频曲线，实现稳定度更高的原子频标。
②结构简单，易于实现，只需在传统连续光被动型CPT的基础上加入微波开关，保持了CPT原子频标小型化，低功耗的优点。与现有Ramsey-CPT方案相比，本发明通过周期性微波on-off实现激光-原子周期性相互作用，其效果等效于通过光开关仪器(AOM)产生的激光脉冲与原子周期性相互作用。与用AOM产生激光脉冲实现的Ramsey-CPT原子频标方案相比，本方案省掉了光开关仪器，节省了体积和功耗，芯片级尺寸的整机可以通过集成电路和微加工工艺实现。本发明解决了芯片级Ramsey-CPT高性能原子频标(CSAC)的原理限制与技术瓶颈。
③信号处理过程中模拟信号数字化，减少了信号受到干扰的可能性，同时软件的运用可以很方便的引入更多数据处理方式，提高了数据处理的灵活性。数字方式实现调制解调，简化了电路的实现。
附图说明
图1为一种典型的原子三能级结构模型及与对应的激光频谱特性示意图
其中E1、E2、E3分别为原子的三个能级，v1为E1与E3能级之间的跃迁频率，v2为E2与E3能级之间的跃迁频率。fVCSEL为VCSEL激光器输出激光频谱，其基频为f0，f+1、f-1分别为激光器的正负一级边带，分别对应于跃迁频率v1和v2。
图2为双色光(调制指数为1.6)与原子三能级结构作用得到的吸收峰
图3为微波脉冲时序及对应的输出激光频谱特性示意图
其中t0为脉冲周期，τ1τ1分别为两脉冲的时间，T为脉冲间隔时间，T′为自由演化时间。
图4为通过微波周期性On-Off方法得到的Ramsey-CPT干涉条纹
图5为微波周期性On-Off实现Ramsey-CPT原子频标的装置结构示意图
其中：1-电流源，2-微波源，3-微波开关，4-直流偏置器件(Bias-Tee)，5-激光产生装置，6-物理系统，7-激光探测装置，8-控制设备。
图6为一种激光产生装置结构示意图
其中：11-VCSEL，12-激光器温控，13-衰减片，14-λ/4波片。
图7为一种物理系统框图
其中：21-原子样品泡，22-磁场线圈，23-磁屏蔽材料。
图8为一种控制设备框图
其中：24-物理系统温控，31-数据采集卡，32-计算机/微控制器，33-信号输出，34-仪器控制卡。
图9为微波控制信号时序示意图
其中S1为控制微波开关的信号，S2为微波调制的触发信号，S3为微波扫描的触发信号。T0为控制信号的周期，每个T0周期内输出两个周期的微波脉冲，t0为微波脉冲的周期，τ1τ1分别为两脉冲的时间，T为脉冲间隔时间，T′为自由演化时间。
图10为系统控制软件流程图
具体实施方式
下面结合附图，以87Rb原子Ramsey-CPT原子频标为例，对本发明做进一步说明。
一种微波On-Off调制VCSEL实现小型化Ramsey-CPT原子频标的方法，其步骤是：
1.激光探测装置将光信号转换为电信号。控制设备通过数据采集硬件将模拟信号转换为数字信号，由计算机或微控制器读取并处理。计算机或微控制器通过通讯接口控制电流源和微波源。电流源的输出电流和微波源输出微波的频率可由控制设备控制，均可以做连续扫描，固定输出，任意波形输出。同时通过信号输出硬件输出开关信号和调制信号，分别用于微波开关控制和微波调制。
2.打开激光器温控12和物理系统温控24。对激光器和物理系统进行控温，使激光器温度稳定在40℃，物理系统温度稳定在70℃并等待温度稳定。给磁场线圈22通电。通入的电流为2mA，产生大小约为100mG的磁场。打开电流源1和微波源2，连接微波开关3、Bias-Tee4与VCSEL11。设置电流源输出电流为1.2mA。调节衰减片13的角度，使透射光强的大小处于光电池的线性工作区域。调节λ/4波片14的角度，使激光通过λ/4波片后变为圆偏振光。打开控制设备，通过数据采集设备31采集激光探测装置7输出信号。
3.将电流源1设为扫描模式，扫描范围为1.1mA至1.3mA。微波源2输出频率设为3.417GHz，微波功率设为2.5dbm。微波开关3设为打开状态。打开微波输出，并开始直流扫描。通过数据采集设备31可看到光电池输出信号的多普勒吸收峰，如图2。控制程序寻找最大吸收峰的位置，再将电流源设为固定输出模式，使光电池的输出信号稳定在最大吸收峰的位置。
4.将微波源2设为扫描模式，扫描范围为3.417341300GHz至3.417346300GHz，步长为2Hz，每个扫描点的停留时间为T0。调制方式为二进制频移键控调制(2FSK)调制，调制深度ΔF为160Hz，调制周期为T0。微波开关控制信号的周期为t0，每个周期内生成两个脉冲。图9所示为微波开关信号和触发信号时序。信号输出设备33输出的开关控制信号(Switch)控制微波开关，扫描触发信号(Sweep)、调制触发信号(Mod)分别控制微波源的扫描和调制。此控制信号控制微波源微波输出(RFout)每T0周期基频增加步长2Hz，同时有周期为T0，调制深度为160Hz的调制，该输出经过微波开关后输出随微波开关控制信号通断的微波脉冲。
5.通过数据采集设备31采集光电池输出信号，采样率设为1Mbps，采样精度为14位。每T0周期的采样结果中，取第二个脉冲和第四个脉冲紧邻上升沿附近的结果，经过平均、滤波可得到不同调制下的Ramsey-CPT信号，将两个的结果求差，即可得到微分的Ramsey-CPT信号。扫描微波，记录微分的Ramsey-CPT信号关于微波频率(half of the Raman detuning)的变化曲线，即可得到Ramsey-CPT干涉条纹的微分曲线(如图4)。
6.根据微分信号对微波源输出的频率进行反馈，达到根据稳定微波频率的目的，通过对微波进行分频，便可实现符合要求的高稳定度的原子频标频率输出。
具体实施过程中，运行于计算机32上的程序如图10所示，该程序采用LabVIEW语言实现，可由普通技术人员根据其基本知识均能编写。部分的功能包括流程控制、信号的采集和处理以及对仪器进行控制。程序的具体流程如下：
1.启动程序后，判断温控系统是否稳定(过程A)，如果温度未稳定则继续等待，如果温度稳定则进入初始化(过程B)。
2.初始化数据采集卡(过程C)，设置采集卡的输入范围为-10V～+10V，采样速率为10M，采样方式为连续采样。采集卡初始化完成后，采用连续方式从采集卡读取数据(过程D)。
3.初始化信号输出卡(过程E)，设置输出方式为三路数字信号输出，分别用于控制微波开关，微波源调制出发以及微波源扫描出发，输出信号为TTL电平。初始化完毕后，连续输出控制信号(过程F)。
4.打开GPIB通讯接口，配置电流源和微波源(过程G)。
5.配置微波源为固定输出，微波调制及扫描信号关闭，配置电流源输出为扫描模式，开始直流扫描(过程H)，同时记录采集得到的光强信号。
6.直流扫描结束后，进行直流锁定(过程I)，查找采集得到光强信号中的最小值，该点即为多普勒吸收峰的最低点，配置电流源将其输出对应于该点。
7.等待直流稳定(过程J)，若直流稳定，则进行微波扫描(过程K)。配置电流源为固定输出，打开微波调制及扫描信号，开始微波扫描(过程K)。同时记录采集得到的Ramsey-CPT的微分信号
8.微波扫描结束后，进行微波锁定(过程L)，查找Ramsey-CPT微分信号中最大值和最小值，该最大值最小值中间的范围对应Ramsey-CPT的中心峰，查找最大值和最小值之间的过零点，该点对应中心峰的最高点，配置微波源将其输出对应于该点并持续通过微分信号反馈微波输出频率，实现频率的锁定。
一种微波On-Off调制VCSEL实现小型化Ramsey-CPT原子频标的装置：
该装置包括：电流源1、微波源2、微波开关3、直流偏置器件(Bias-Tee)4、激光产生装置5、物理系统6、激光探测装置7、控制设备8。所述的激光产生装置5包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)11，激光器温控12，衰减片13，λ/4波片14。所述的物理系统6包括原子样品泡21，磁场线圈22，磁屏蔽层23，以及物理系统温控24。控制设备8包括数据采集硬件31，计算机/微控制器32信号输出硬件33，通讯接口34。
电流源1采用Keithley 6220精密电流源，其源和宿电流范围100fA到100mA，内置RS-232、GPIB、触发链路和数字I/O接口，控制设备通过GPIB接口控制其电流的输出，可以实现电流扫描或输出固定的电流输出。
微波源2采用Agilent E8257D微波源，其微波输出范围为250kHz至20，具有8ns上升/下降时间和20ns脉冲宽度，模块化微波信号发生器可选择性添加AM、FM、和/或脉冲，控制设备8通过GPIB接口控制，
微波开关3采用Mini-Circuits的ZYSWA-2-50DR。其具有DC to 5GHz的带宽，6ns建立时间。
Bias-Tee 4采用MINI公司ZNBT-60-1W+Bias-Tee，其通带频率6GHz。
激光产生装置5包含一个波长位于795nm附近的VCSEL 11，其输出激光的波长和输入电流的大小有关，输入电流越大，输出激光的波长越长，频率越低，其输出激光的线宽约为100MHz，激光器温控12包含一个热敏电阻和TEC用于对VCSEL的温度进行控制。
物理系统6包括原子样品泡21、磁场线圈22、磁屏蔽层23、物理系统温控24，原子样品泡21内充有原子(87Rb)和一定比例的缓冲气体(氮气和甲烷)，缓冲气体压强为23.5Torr，氮气和甲烷的压力比为2∶1。磁场线圈22采用铜丝绕制而成，磁场线圈通入2mA的电流，产生的磁场大小约为100mG。磁屏蔽材料23采用坡镆合金加工而成，位于磁场线圈外，用于屏蔽外部磁场。物理系统温控24包括加热丝和热敏电阻，用于原子样品泡温度的测量及控制。
光检测装置7由光电池和电流转电压电路组成。光电池采用滨松s1223，将光信号转换为电信号，通过自制的电流转电压电路将光电池的电流输出转换为电压输出。
控制设备8采用的数据采集卡31为为NI公司的PCI-5122高速数字化仪，PCI-5122具有100MS/s的采样速率，14位高分辨率。计算机通过数据采集卡连接光检测装置的输出信号，实现对光检测输出信号的采集和模拟信号到数字信号的转换。控制卡33采用NI公司的PCI-6220，计算机与电流源和微波源之间采用GPIB通讯接口连接。普通计算机32对采集到的数据进行处理，并配置电流源，微波源的输出，以及控制卡33输出的控制信号。
各装置之间的连接关系如图5所示：电流源1输出与直流偏置器件的直流偏置输入端相连，微波源2输出端与微波开关3相连。通过微波开关产生周期性on-off微波。直流偏置器件是一个三端口器件，两个输入端分别与直流源1和微波开关3相连，输出端连接到激光产生装置5。电流源1和微波源2通过直流偏置器件给连接在输出端口上的激光产生装置5提供偏置电流和微波调制。激光产生装置5输出的激光经过物理系统6入射至激光探测装置7。激光探测装置7探测被物理系6统吸收后透射的光强，光电池将光信号转换为电信号，并通过电流转电压及放大电路转换为控制设备所能处理的电压信号。控制设备8分别与电流源1、微波源2、微波开关3以及激光探测装置7的输出相连。控制设备8采集并处理激光探测装置7输出的电压信号，控制电流源1和微波源2的输出和微波开关3的通断。
激光产生装置5的连接关系如图6所示：VCSEL 11分别与Bias-Tee 4输出端口和激光器温控13相连，VCSEL 11发出的激光通过衰减片13，λ/4波片14后输出。
物理系统框图如图7所示为，其连接关系是：原子样品泡21为充有87Rb原子和缓冲气体的密封玻璃泡，原子样品泡外为磁场线圈22和磁屏蔽层23。物理系统温控24为原子样品泡提供稳定的工作温度。激光产生装置5生成调制的多色光沿原子样品泡和磁场线圈轴向通过。
图8所示为控制设备框图，其连接关系为：数据采集卡31、控制信号输出卡33、以及GPIB通讯卡34均为PCI接口器件，安装于计算机32的PCI接口上。数据采集卡31与光检测装置7的输出相连，光检测装置7输出模拟电压信号，经过数据采集卡进行离散采样并模数转换得到数字量，输入计算机进行处理。控制信号输出多路通过计算机软件控制的数字信号(图9)，分别连接至微波开关3、微波源2的调制触发端、微波源2扫描触发端，用于控制微波脉冲的产生，以及微波的调制和扫描。计算机32通过GPIB接口卡34连接至电流源1和微波源2，实现电流源1和微波源2的受控输出。
Claims (4)
1.一种微波周期性On-Off调制VCSEL实现Ramsey-CPT原子频标的方法，其步骤是：
A.将电流源输出连接到直流偏置单元的直流输入端，将微波源输出通过微波开关连接到直流偏置单元的高频RF输入端，直流偏置单元将直流与微波耦合，得到经过微波调制的电流，将电流送入激光器，产生多边带相干激光，相邻边带间距由耦合微波频率决定，各边带幅度满足贝塞尔函数形式，通过耦合微波功率进行调节，选择调制指数为1.6，使正负一级边带光功率最大，输出激光光强通过衰减片调节，输出激光偏振方向由λ/4波片调节，改变λ/4波片的角度，使经过λ/4波片输出的激光为所需的圆偏振激光；
B.将圆偏振双色光入射到原子样品泡，与碱金属原子相互作用，通过光检测装置检测透过原子样品泡的透射光强，通过控制设备控制电流源，使其进行直流扫描以改变激光器输出激光的基频，同时记录透射光强的大小，得到多色光与原子三能级相互作用产生的多个吸收峰，扫描结束后，设置电流源的输出为最大吸收峰处对应的电流值；
C.对电流源输出的电流进行调制，对探测光强进行解调，得到吸收峰对应的微分曲线，根据微分曲线反馈直流，使直流输出对应于最大吸收峰的位置，此时激光器输出激光的正负一级边带的频率f1与f2对应于原子三能级结构模型中两基态与激发态之间的跃迁频率v1与v2；
D.控制微波开关，得到周期性微波脉冲，实现激光-原子周期性相互作用，每个周期t0内包含两个脉冲，第一个脉冲与第二个脉冲的持续时间分别为τ1、τ2，两个脉冲之间的间隔时间为T，第二个脉冲和后一个周期内的第一个脉冲之间的时间间隔为T′，τ1、τ2时刻微波开关控制微波导通，调制激光器输出基频为f0，间隔为Δf/2的多边带激光，其中正负一级边带f1和f2与原子相互作用制备CPT态以及产生Ramsey-CPT干涉，T时刻微波开关控制微波关断，激光器输出单色光，激光频率失谐，远离样品原子的CPT共振和任何单光子共振，此段时间内原子自由演化，T′时刻微波关断，用于消除前一个周期的影响，通过控制设备控制微波源扫描微波频率，改变激光器输出正负一级边带的频率差，即改变Raman失谐量，记录透射光强的大小，经过信号处理，获得窄线宽、高信噪比的Ramsey-CPT条纹；
E.控制设备控制微波源，进行微波频率调制，对探测光强进行同步解调，得到Ramsey-CPT干涉条纹对应的微分曲线，将中心条纹作为原子频标的鉴频信号，将微波频率锁定于中心条纹的中心位置，实现原子频标高稳定的频率输出。
2.一种实现权利要求1所述的Ramsey-CPT原子频标的装置，该装置包括：微波开关(3)、激光产生装置(5)、物理系统(6)、以及激光探测装置(7)，其特征在于：电流源(1)输出与直流偏置器件(4)的直流偏置输入端相连，微波源(2)输出端与微波开关(3)相连，直流偏置器件(4)是一个三端口器件，两个输入端分别与直流源(1)和微波开关(3)相连，输出端连接到激光产生装置(5)，电流源(1)和微波源(2)通过直流偏置器件(4)给连接在输出端口上的激光产生装置(5)提供偏置电流和微波调制，激光产生装置(5)输出的激光经过物理系统(6)入射至激光探测装置(7)，控制设备(8)分别与电流源(1)、微波源(2)、微波开关(3)以及激光探测装置(7)的输出相连，控制设备(8)采集并处理激光探测装置(7)输出的电压信号，控制电流源(1)和微波源(2)的输出和微波开关(3)的通断。
3.根据权利要求2所述的一种Ramsey-CPT原子频标的装置，其特征在于：所述的激光产生装置(5)包括垂直腔表面发射激光器(11)，激光器温控(12)，衰减片(13)，λ/4波片(14)，垂直腔表面发射激光器(11)分别与直流偏置器件(4)输出端口和激光器温控(13)相连，垂直腔表面发射激光器(11)发出的激光通过衰减片(13)、λ/4波片(14)后输出。
4.根据权利要求2所述的一种Ramsey-CPT原子频标的装置，其特征在于：所述的物理系统(6)包括原子样品泡(21)、磁场线圈(22)、磁屏蔽层(23)以及物理系统温控(24)，原子样品泡(21)为充有87Rb原子和缓冲气体的密封玻璃泡，原子样品泡(21)外层为磁场线圈(22)和磁屏蔽层(23)，物理系统温控(24)为原子样品泡(21)提供稳定的工作温度，激光产生装置(5)生成调制的多色光沿原子样品泡(21)和磁场线圈(22)轴向通过，用于制备CPT态。
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Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102098047A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-06-15 | 成都天奥电子股份有限公司 | 一体化设计的cpt原子频标物理系统 |
| CN102159015A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-08-17 | 江汉大学 | 铷原子频标的低功耗光谱灯装置 |
| WO2011137647A1 (zh) * | 2010-05-05 | 2011-11-10 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微波周期性on-off调制vcsel实现ramsey-cpt原子频标的方法及装置 |
| CN102778839A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-11-14 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种被动型cpt原子钟物理系统装置 |
| CN102799101A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-11-28 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种芯片cpt原子钟物理系统装置 |
| CN102811056A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-05 | 江汉大学 | 一种铷原子频标的信噪比评估装置和方法 |
| CN102981396A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 双调制互注入的相干双色光源生成装置 |
| CN103645627A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种切换微波频率实现Ramsey-CPT原子钟的装置及方法 |
| CN104734703A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 精工爱普生株式会社 | 量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体 |
| CN104868913A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-26 | 江汉大学 | 一种相干布居囚禁原子频标 |
| CN105467821A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种相干布居囚禁原子钟的物理系统 |
| CN106019179A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种cpt磁力仪快速锁频方法 |
| CN106325049A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-01-11 | 中北大学 | 端面耦合纳米光波导双光路芯片级原子钟 |
| CN106405450A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-15 | 中北大学 | 端面耦合纳米光波导双光路芯片级磁强计 |
| CN106405449A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-15 | 中北大学 | 垂直耦合纳米光波导双光路芯片级磁强计 |
| CN108306636A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-07-20 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种非连续微波探询信号的产生装置 |
| CN108957776A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种离子微波钟用光路装置和调节方法 |
| CN109951187A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-28 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 具有高信噪比鉴频信号的铷原子钟 |
| CN111007443A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-14 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种采用cpt磁力仪进行弱磁场测量的方法及cpt磁力仪 |
| CN111725690A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-29 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 窄线宽激光大范围频率快速调谐的装置 |
| CN112383306A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-19 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 原子钟频率控制方法及设备 |
| CN112650043A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-13 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种地面使用的紧凑型冷原子钟 |
| CN113805462A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-17 | 北京大学 | 基于拓扑体态面发射激光器的cpt芯片原子钟及其实现方法 |
| CN114578676A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-03 | 中国科学院上海天文台 | 一种氢原子钟原子弛豫时间测量系统 |
| CN115064935A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-16 | 中国科学院国家授时中心 | 同时实现频率稳定和线宽压窄的激光控制装置及方法 |
| WO2022256992A1 (zh) * | 2021-06-07 | 2022-12-15 | 中国科学技术大学 | 基于金刚石nv- 15n耦合自旋体系的原子钟实现方法及装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6511298B2 (ja) | 2015-03-12 | 2019-05-15 | 株式会社リコー | Ｃｐｔ共鳴発生方法、ｃｐｔ共鳴検出方法、ｃｐｔ共鳴発生装置、原子発振器、磁気センサ |
| CN112304442B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-09-02 | 中国科学院国家授时中心 | 双调制cpt差分探测方法及系统 |
| CN112242843A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-19 | 中国科学院国家授时中心 | 一种实现高对比度cpt反相探测的方法和装置 |
| US20240159845A1 (en) * | 2021-03-31 | 2024-05-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond magneto-optical sensor and diamond magneto-optical sensor system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222424B1 (en) * | 1999-11-18 | 2001-04-24 | Kernco, Inc. | Optically pumped atomic frequency standard |
| US20070076776A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-04-05 | Honeywell International Inc. | Technique for optically pumping alkali-metal atoms using cpt resonances |
| CN101656537A (zh) * | 2009-07-21 | 2010-02-24 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 多脉冲干涉Ramsey-CPT条纹的制备方法及装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3218093B2 (ja) * | 1992-07-30 | 2001-10-15 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 原子時計及び原子時計のマイクロ波発生源の制御方法 |
| CN1691556A (zh) * | 2004-04-21 | 2005-11-02 | 吴杰 | 远程终端设备的维护方法 |
| US20090289728A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Accubeat Ltd. | Atomic frequency standard based on phase detection |
| EP2131500A3 (en) * | 2008-06-02 | 2012-03-07 | SEPA - Sistemi Elettronici Per Automazione S.P.A. | Atomic beam tube with counter propagating optical or atomic beams |
| CN101488753B (zh) * | 2009-02-17 | 2011-07-27 | 北京大学 | 一种原子钟基准频率的获取方法及原子钟 |
| CN101847994B (zh) * | 2010-05-05 | 2012-04-04 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微波周期性On-Off调制VCSEL实现Ramsey-CPT原子频标的方法及装置 |
-
2010
- 2010-05-05 CN CN2010101690792A patent/CN101847994B/zh active Active
- 2010-12-09 WO PCT/CN2010/079623 patent/WO2011137647A1/zh active Application Filing
-
2012
- 2012-11-05 US US13/668,374 patent/US20130056458A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222424B1 (en) * | 1999-11-18 | 2001-04-24 | Kernco, Inc. | Optically pumped atomic frequency standard |
| US20070076776A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-04-05 | Honeywell International Inc. | Technique for optically pumping alkali-metal atoms using cpt resonances |
| CN101656537A (zh) * | 2009-07-21 | 2010-02-24 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 多脉冲干涉Ramsey-CPT条纹的制备方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《物理学报》 20090930 杜润昌等 CPT原子频标实验研究 第6117页至第6121页 1-4 第58卷, 第9期 2 * |
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011137647A1 (zh) * | 2010-05-05 | 2011-11-10 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微波周期性on-off调制vcsel实现ramsey-cpt原子频标的方法及装置 |
| CN102098047B (zh) * | 2010-11-12 | 2013-01-30 | 成都天奥电子股份有限公司 | 一体化设计的cpt原子频标物理系统 |
| CN102098047A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-06-15 | 成都天奥电子股份有限公司 | 一体化设计的cpt原子频标物理系统 |
| CN102159015A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-08-17 | 江汉大学 | 铷原子频标的低功耗光谱灯装置 |
| CN102778839A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-11-14 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种被动型cpt原子钟物理系统装置 |
| CN102799101A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-11-28 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种芯片cpt原子钟物理系统装置 |
| CN102811056B (zh) * | 2012-07-19 | 2015-10-21 | 江汉大学 | 一种铷原子频标的信噪比评估装置和方法 |
| CN102811056A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-05 | 江汉大学 | 一种铷原子频标的信噪比评估装置和方法 |
| CN102981396A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 双调制互注入的相干双色光源生成装置 |
| CN102981396B (zh) * | 2012-12-11 | 2014-11-05 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 双调制互注入的相干双色光源生成装置 |
| CN103645627A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种切换微波频率实现Ramsey-CPT原子钟的装置及方法 |
| CN103645627B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-06-22 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种切换微波频率实现Ramsey-CPT原子钟的装置及方法 |
| CN104734703A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 精工爱普生株式会社 | 量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体 |
| CN104734703B (zh) * | 2013-12-20 | 2018-09-28 | 精工爱普生株式会社 | 量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体 |
| CN104868913A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-26 | 江汉大学 | 一种相干布居囚禁原子频标 |
| CN104868913B (zh) * | 2015-04-30 | 2017-11-14 | 江汉大学 | 一种相干布居囚禁原子频标 |
| CN105467821A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种相干布居囚禁原子钟的物理系统 |
| CN106019179A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种cpt磁力仪快速锁频方法 |
| CN106019179B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-09-18 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种cpt磁力仪快速锁频方法 |
| CN106325049A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-01-11 | 中北大学 | 端面耦合纳米光波导双光路芯片级原子钟 |
| CN106405449A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-15 | 中北大学 | 垂直耦合纳米光波导双光路芯片级磁强计 |
| CN106405450A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-15 | 中北大学 | 端面耦合纳米光波导双光路芯片级磁强计 |
| CN108306636A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-07-20 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种非连续微波探询信号的产生装置 |
| CN108957776A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种离子微波钟用光路装置和调节方法 |
| CN108957776B (zh) * | 2018-07-31 | 2020-08-18 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种离子微波钟用光路装置和调节方法 |
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