1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 电子科技大学电子科学与工程学院, 四川 成都 611731
高精度空间冷原子钟在基础物理研究、导航定位系统,以及深空探测领域均有重要应用。为此,设计了一种结合激光冷却与原子原位探测方案的新型微波腔,在该微波腔中心可以俘获与冷却铷原子,然后在微重力环境下对冷原子样品开展原子钟操作。该方案相对于已有的空间冷原子钟方案,在减少冷原子损耗、死时间占比和分布腔相移上具有较大的优势。分析了微波腔的详细结构与光学设计,确定了微波腔需要的基本参数,并对微波腔内部的微波磁场进行了仿真分析。在已完成研制的微波腔内开展特性测试,测试与仿真结果说明,所设计微波腔的性能可以满足不确定度优于1×10 -16的高精度空间冷原子钟的要求。
测量 冷原子钟 激光冷却 微波腔 微重力 原位探测
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, and Center for Cold Atom Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We report the recent progress of our pulsed optically pumped (POP) vapor cell rubidium clock with dispersive detection. A new compact physics package is made. A rubidium cell with a high precision buffer gases mixing ratio is obtained, and the temperature controlling system is renovated to reduce fractional frequency sensitivity to temperature variation. The resolution of the servo control voltage is also optimized. With these improvements, a clock frequency stability of 3.53×10 13 at 1 s is obtained, and a fractional frequency stability of 4.91×10 15 is achieved at an average time of τ=2000 s.
020.2930 Hyperfine structure 020.7490 Zeeman effect 350.4010 Microwaves Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 040201
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
在基于Ramsey作用的原子钟里，受限于原子的相干时间及晶振的相位噪声，自由演化时间不能太长。提出了大失谐光无破坏测量方法，利用该方法获取了原子相位数据，并将其反馈到微波相位上，从而实现了原子相位反馈，有效地延长了自由演化时间。分别从理论和实验上验证了这种周期性反馈作用的可行性。
原子与分子物理学 原子相位反馈 大失谐光探测 脉冲光抽运 原子钟
