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一种低微波功率微型CPT原子钟光源产生装置及方法
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
微型CPT原子钟利用受微波调制的VCSEL(Vertical Cavity Surface EmittingLaser,VCSEL)作为光源，产生的相干光与原子相互作用制备CPT态，获得CPT 谱线作为鉴频信号，因此不需要微波谐振腔，从而微型CPT原子钟不受微波谐振腔的体积限制，具有体积小、功耗低、重量轻、启动快等优势。微型CPT原子钟在通信网络系统和导航定位系统等方面具有很强的应用竞争力。本发明公开了一种低微波功率微型CPT原子钟光源产生装置，包括直流发生器、微波发生器、偏置器、VCSEL、透镜、闪耀光栅、四分之一波片，直流发生器、微波发生器与偏置器连接，偏置器与VCSEL连接，透镜、闪耀光栅、四分之一波片均设置在VCSEL发射的光路中。本发明所提装置的FP腔的腔长方便调整，对应于不同碱金属原子的基态超精细能级间隔，因此可适用于实现不同碱金属原子的微型CPT原子钟光源。本发明所获得的微型CPT原子钟光源，相比常规方案所需微波功率更低，特别适用于微波功率受限情况。
成果亮点
本发明采取以下技术措施：
一种低微波功率微型CPT原子钟光源产生装置，包括直流发生器、微波发生器、偏置器、VCSEL、透镜、闪耀光栅、四分之一波片；
所述直流发生器、微波发生器分别与所述偏置器连接，所述偏置器与所述 VCSEL连接；所述透镜、闪耀光栅、四分之一波片均设置在所述VCSEL发射的光路中；
所述直流发生器产生的直流电流和所述微波发生器产生的微波通过所述偏置器叠加后驱动所述VCSEL产生发散光，所述发散光经所述透镜变成平行光束，所述闪耀光栅配置成Littrow结构，所述平行光束经过所述闪耀光栅时发生衍射，其中一级衍射光沿原路返回到所述VCSEL以实现外腔反馈，零级衍射光则作为装置输出光束。与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明所提装置的FP腔长Leff方便调整，对应于碱金属原子基态超精细能级间隔不同，可适用于实现不同碱金属原子的微型CPT原子钟。
(2)本发明所提装置获得的微型CPT原子钟光源，相比常规方案所需微波功率更低，特别适用于微波功率受限情况。
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：2022-10-22
王可畏
湖北科技学院
教师
综合评价
该成果提出种低微波功率微型CPT原子钟光源产生装置，包括直流发生器、微波发生器、偏置器、VCSEL、透镜、闪耀光栅、四分之一波片，直流发生器、微波发生器与偏置器连接，偏置器与VCSEL连接，透镜、闪耀光栅、四分之一波片均
设置在VCSEL发射的光路中。
该成果技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场。但该技术应用场景为在微波功率受限时，使用场景有限，对通用CPT原子钟并不适合。
总体而言，该项目技术应用场景明确，有一定的市场空间，转化成熟度很高。项目投资小、投资周期短、技术风险可控，建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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