一种地面使用的紧凑型冷原子钟制造技术

本发明专利技术提供一种地面使用的紧凑型冷原子钟，微波腔上的两个微波作用区的轴线与水平面呈一定的夹角，再将经冷却模块冷却降速后的冷原子以设定抛射角斜抛出去，使得冷原子在作抛物线运动的过程中，依次经过位于抛物线轨迹上的两个微波作用区，并与微波作用区发生微波作用，完成原子的跃迁；由此可见，本发明专利技术通过斜抛，并采用改进后的微波腔，使获得低速原子的冷原子钟能够应用于具有重力环境的地面，克服了目前紧凑型冷原子钟只能用于空间微重力环境的缺陷。境的缺陷。境的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种地面使用的紧凑型冷原子钟


[0001]本专利技术属于时间与频率计量领域及真空
，尤其涉及一种地面使用 的紧凑型冷原子钟。

技术介绍

[0002]地面紧凑型原子钟采用了热原子束流，如磁选态铯原子钟，将金属铯加热 至100℃左右，铯原子以束流的形式从准直器喷出，完成态制备后进入U型结 构的Ramsey腔，与微波发生两次共振作用，两次共振发生在不同的位置，产生 Ramsey跃迁。共振的时间间隔决定了Ramsey中央峰的宽度，越大，Ramsey峰 宽度将越窄，越有利于原子钟的指标。目前对于紧凑型的热束原子钟，可以使 时间间隔达到1～2ms。但是进一步增大时间间隔将遇到困难，其原因在于热束 原子钟的原子速率较大，一般超过120m/s。
[0003]解决上述困难的方法就是将原子的速率降下来。上世纪90年代，原子的激 光冷却技术得到发展，这种技术可将原子速率降低两个量级以上，使速率100m/s 以上的原子冷却至1m/s以下。采用这种技术，可大大延长共振之间的时间间隔。 近期发展起来的铯喷泉钟就利用了该项技术，使两次作用的时间间隔可达1s数 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面使用的紧凑型冷原子钟，包括激光系统部分、电路部分以及物理部分，且物理部分包括冷却模块、微波腔以及探测模块，其特征在于，所述微波腔具有两个相互对称的微波作用区，同时，两个微波作用区的轴线与水平面的夹角均为β，冷原子在设定抛射位置以设定抛射角α斜向上作抛物线运动，且两个微波作用区对称地分布于冷原子的抛物线运动轨迹上，其中，L为两个微波作用区的中心点之间的设定距离，S为冷原子的抛射位置与第一个微波作用区中心点之间的水平设定距离；同时，所述设定抛射角α的取值根据经验值直接确定，或者根据给定的最大抛射高度h计算得到，且其中，当设定抛射角α的取值根据经验值直接确定时，冷原子在设定抛射位置的速度为其中，g为重力加速度，且冷原子由热原子在冷却模块中通过激光系统部分产生的冷却激光进行冷却得到；当设定抛射角α的取值根据给定的最大抛射高度h计算得到时，冷原子在设定抛射位置的速度为2.如权利要求1所述的一种地面使用的紧凑型冷原子钟，其特征在于，所述微波腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，肖玉华，李巍伟，杨军，王骥，刘志栋，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：