一种氢原子钟的原子态选态系统技术方案

本发明专利技术提供一种氢原子钟的原子态选态系统，包括在一水平轴上依次布置的准直器、第一选态磁铁、原子布居转移装置、第二选态磁铁和原子存储泡；原子布居转移装置包括一个磁屏蔽器，在该磁屏蔽器内部邻近第一选态磁铁的一端和邻近第二选态磁铁的一端分别设有尺寸相同且中心轴线与所述水平轴重合的第一亥姆霍兹线圈和第二亥姆霍兹线圈，第一亥姆霍兹线圈和第二亥姆霍兹线圈上具有大小相同且流动方向相反的电流。本发明专利技术采用两个选态装置和一个原子布居转移装置，实现了氢原子的单态选择，以避免增加有效原子的碰撞驰豫，从而通过改善进入氢原子钟的原子储存泡内原子束流的纯度，提高氢原子钟的自激振荡的频率稳定度。

【技术实现步骤摘要】
一种氢原子钟的原子态选态系统
本专利技术涉及原子钟领域，具体涉及一种氢原子钟的原子态选态系统。
技术介绍
上海天文台1970年开始研制氢原子钟，1987年研制成功实用型工程化氢原子钟。发展至今无论在理论上还是技术可靠性运用上都已经非常成熟，然而与国外的同类产品相比，在指标上还是存在一个量级的差距。目前国际上公开的氢原子钟主要是通过真空环境的加工工艺，温度控制的精度方面的优化设计来实现更高的指标，尚未有人通过改进氢原子钟单选态原子态制备技术来提高指标。氢原子钟的跃迁是氢原子基态超精细磁子能级(F＝1，mF＝0)与(F＝0，mF＝0)之间的磁偶极跃迁(F为基态氢原子角量子数,mF为磁量子数)。由于在自然条件下，氢原子不能稳定的存在，因此需要制备特定的氢原子基态超精细磁子能级的氢原子以供氢原子钟的跃迁使用。由于氢原子振荡器采用的是超精细基态(F＝1，mF＝0)到(F＝0，mF＝0)态的跃迁，只有(F＝1，mF＝0)态的原子对脉泽振荡起作用，因此被称为氢原子钟原子态，而在进入氢原子储存泡的基态的另外三个磁子能级原子则会引起辐射原子的自旋交换驰豫和输出信号的频移。制备获得的氢原子钟原子态(即(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢原子钟的原子态选态系统，包括在一水平轴上依次布置的准直器(1)、选态装置(2)和原子存储泡(3)，其特征在于，所述选态装置(2)包括在该水平轴上依次布置的第一选态磁铁(21)、原子布居转移装置(23)和第二选态磁铁(22)，所述原子布居转移装置(23)包括一个磁屏蔽器(231)，在该磁屏蔽器(231)内部邻近第一选态磁铁(21)的一端和邻近第二选态磁铁(22)的一端分别设有尺寸相同且中心轴线与所述水平轴重合的第一亥姆霍兹线圈(232)和第二亥姆霍兹线圈(233)，所述第一亥姆霍兹线圈(232)和第二亥姆霍兹线圈(233)上具有大小相同且流动方向相反的电流。

【技术特征摘要】
1.一种氢原子钟的原子态选态系统，包括在一水平轴上依次布置的准直器(1)、选态装置(2)和原子存储泡(3)，其特征在于，所述选态装置(2)包括在该水平轴上依次布置的第一选态磁铁(21)、原子布居转移装置(23)和第二选态磁铁(22)，所述原子布居转移装置(23)包括一个磁屏蔽器(231)，在该磁屏蔽器(231)内部邻近第一选态磁铁(21)的一端和邻近第二选态磁铁(22)的一端分别设有尺寸相同且中心轴线与所述水平轴重合的第一亥姆霍兹线圈(232)和第二亥姆霍兹线圈(233)，所述第一亥姆霍兹线圈(232)和第二亥姆霍兹线圈(233)上具有大小相同且流动方向相反的电流。2.根据权利要求1所述的氢原子钟的原子态选态系统，其特征在于，所述磁屏蔽器(231)为盒状，且磁屏蔽器(231)两端正对第一选态磁铁(21)和第二选...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锡瑞，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：上海,31