【技术实现步骤摘要】
不同波长间调制转移探测的小型钙原子束光钟及制备方法
本专利技术属于光频原子钟及光频量子频率标准
，涉及钙原子束光钟技术，尤其涉及一种基于不同波长之间调制转移探测的小型钙原子束光钟及其制备方法。
技术介绍
随着光频原子钟的发展，其稳定度和不确定度指标已经全面超越了微波原子钟，基于光频原子钟的秒定义也逐渐被提上议程。因此，从应用角度看，光频原子钟的小型化是目前光频原子钟领域研究发展的重要趋势，小型钙原子束光钟因具有体积小、可搬运、信噪比高、系统复杂程度低等优点，拥有巨大的研究、应用和市场前景。为了实现高稳定度的小型钙原子束光钟，在保证钟跃迁谱线线宽的基础上，需要进一步地提高小型钙原子束光钟的信噪比。目前国际上实现小型钙原子束光钟的普遍方案，是采用我们首次提出的运用于热原子束的能级转移探测技术[提高小型原子束光频原子钟性能的方法及设备,专利号：ZL20051010130745.0]，基于拉比(Rabi)或拉姆塞(Ramsey)的探测方式，得到钟跃迁谱线信号。但通常这样的小型钙原子束光钟，基态钙原子的有效利用率还是有待...
【技术保护点】
1.一种基于不同波长之间调制转移探测的小型钙原子束光钟的制备方法，利用调制转移谱高速调制钙原子束光钟的钟激光相位，而将钟激光的调制信息转移到跃迁几率更高的其他跃迁能级进行探测，提升钙原子束光钟环路的调制频率和带宽，大大提高钟跃迁谱线信号的信噪比；包括如下步骤：/n1)将窄线宽钟激光系统输出的657nm钟激光，利用声光调制器进行声光移频，使得钟激光频率对应钙原子
【技术特征摘要】
1.一种基于不同波长之间调制转移探测的小型钙原子束光钟的制备方法，利用调制转移谱高速调制钙原子束光钟的钟激光相位，而将钟激光的调制信息转移到跃迁几率更高的其他跃迁能级进行探测，提升钙原子束光钟环路的调制频率和带宽，大大提高钟跃迁谱线信号的信噪比；包括如下步骤：
1)将窄线宽钟激光系统输出的657nm钟激光，利用声光调制器进行声光移频，使得钟激光频率对应钙原子1S0-3P1跃迁，并由综合电路系统产生扫描信号，对657nm钟激光的频率进行扫描，通过激励使钙原子束管真空系统中的钙原子跃迁至钟跃迁上能级；
2)由蓝光探测系统输出稳频蓝光，稳频蓝光与钙原子束管真空系统后窗的钙原子相互作用；由光电信号探测系统探测相互作用后的蓝光谱线信号；
3)由综合电路系统产生调制信号，驱动高速的相位调制器，对钟激光进行相位调制；经调制后的钟激光与钙原子相互作用后，经四波混频效应，钙原子将调制信息转移到蓝光激光上，由光电信号探测系统探测得到；
4)将光电探测系统探测到的信号输入到综合电路中进行解调，得到色散型的钟跃迁调制转移谱信号，该信号经高速伺服反馈电路产生伺服信号，反馈至声光调制器中，以控制钟激光的频率，实现钟激光频率的锁定；
5)再通过飞秒光学频率梳实现高性能的小型钙原子束光钟。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤1)所述激励方式采用拉比Rabi或拉姆塞Ramsey激励方式；步骤2)由光电信号探测系统探测相互作用后的蓝光谱线信号为拉比Rabi或拉姆塞Ramsey谱线信号。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，Rabi激励方式为双向饱和谱猫眼结构；Ramsey激励方式为四行波猫眼结构。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤3)中，高频相位调制的调制频率约为钟跃迁谱线线宽的0.7倍；调制频率同时和蓝光激光与钟激光在束流方向上的空间距离相关，调制频率越高，所需空间距离越短。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，步骤3)中，相位调制频率与步骤2)中的蓝光谱线信号线宽在同一数量级。
6.一种基于不同波长之间调制转移探测的小型钙原子束光钟，其特征是，包括：窄线宽钟激光系统，声光调制器，钙原子束管真空系统，蓝光探测系统，光电信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈景标，商浩森，潘多，
申请(专利权)人：温州激光与光电子协同创新中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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