科创中国
一种微型CPT原子钟物理系统装置
发布时间: 2022-10-21
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
制造业
成果介绍
目前，流行微型CPT原子钟物理系统方案为微波调制垂直腔面发射激光器(VCSEL)直流电流输出相干调频多色光，其中两个与碱金属原子共振的光频成分，通常是±1阶边带，作为制备CPT态的相干双色光，与碱金属原子作用后探测透射光束，从所获光电信号中提取CPT共振信号。本发明涉及相干布居囚禁(CPT)原子钟技术领域，具体为一种微型CPT原子钟物理系统装置，包括Bias‑Tee偏置器和VCSEL激光器，所述Bias‑Tee偏置器用于耦合直流电流和微波并输入至所述VCSEL激光器，所述VCSEL激光器用于输出相干调频多色线偏振光；还包括沿VCSEL激光器发射光路依次设置的透镜、衰减片、四分之一波片以及三角形原子气室。本发明涉及的微型CPT原子钟物理系统装置，将三角形碱金属原子气室与光学三角形FP腔结合，消除多色光中的基频、偶数阶边带成分，CPT共振信号本底低；有效相干双色光占激光总功率比例增大，CPT共振信号频移小；有效相干双色光与碱金属原子多次作用，作用光程增加，提高CPT共振信号幅度。
成果亮点
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微型CPT原子钟物理系统装置，包括Bias-Tee偏置器和VCSEL激光器，所述Bias-Tee偏置器用于耦合直流电流和微波并输入至VCSEL激光器，所述VCSEL激光器用于输出相干调频多色线偏振光；还包括沿VCSEL激光器发射光路依次设置的透镜、衰减片、四分之一波片以及三角形原子气室；所述透镜用于将VCSEL激光器发射的发散光转换为平行光束；所述衰减片用于调节光束光强的大小；所述四分之一波片用于将线偏振光转换为圆偏振光；
所述三角形原子气室内提供用于与圆偏振光共振的碱金属原子；所述三角形原子气室的三个顶角依次设有凹面部分反射部分透射镜、凹面反射镜、平面部分反射部分透射镜；所述平面部分反射部分透射镜的出射光路上设有光电探测器；所述圆偏振光光束沿凹面部分反射部分透射镜射入，经凹面反射镜反射后，入射至平面部分反射部分透射镜，部分透射出由光电探测器检测，部分反射后入射至凹面部分反射部分透射镜形成光学环路。
团队介绍
湖北科技学院科技产业管理处有专业的成果转化团队，依托和发挥湖北科技学院多学科的综合优势，积极拓宽产学研的合作渠道，努力探索产学研合作新模式，初步建立起创新资源有序流动、运行机制较为完善、合作内容较为丰富、合作形式较为规范的产学研相结合的体系。将湖北科技学院建设成为鄂南地区经济与社会发展的“创新基地与人才库”，高新科技产业的“技术研发中心”、“产品孵化基地”与“人才培养基地”。
团队以打造学校特色、提高学校办学实力与办学水平为目标，以充分挖掘校内潜力为基础，以平台建设为依托，以学校与企业、科研院所、政府合作为重点，以项目合作为抓手，以应用型研发团队建设为核心，以明晰收益分配制度为动力，全面促进学校产、学、研、用四者的结合与良性互动。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2022-10-23
王可畏
湖北科技学院
教师
综合评价
总体而言，该项目对当前CPT原子钟物理装置是一个较大的创新型改进。该技术利用了fp谐振腔的光与物质多次作用原理，技术方案思路方向好，未来市场空间大，有利于有用信号的增强、无用信号的减弱，技术转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
该技术成果应用于CPT原子钟，可大幅度提高信号对比度。具备较好的技术创新点，投入成本低，开发周期短、技术风险小，可开发为高性能CPT原子钟，具备良好的推广性。
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