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。

       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。

      该技术成果属于被动型相干布居囚禁(Coherent Population Trapping,CPT)原子钟领域，具体涉及一种光源产生装置及方法，利用该装置及方法可以以低微波功率实现微型CPT原子钟。

      该技术成果应用在CPT原子钟领域，可在维持CPT原子钟体积不变的前提下，减小所需微波功率，在微波功率受限场景下具有较好的应用前景。

      该技术研发团队由湖北科技学院光电技术工程中心的2位教授、2位副教授、1位讲师和1位主管技师组成，其中5人为相关专业博士，具有较强的研究水平。在前期的研究工作中已经形成了分工合理、合作紧密的小型研究团队。研究队伍还建立了光电实验室，该实验室有大二大三学生20名，经常参加各类学科竞赛并获奖。

      该项技术负责人为湖北科技学院王可畏副教授，华中科技大学博士。共发表学术论文、专利50余篇，其中第一作者发表SCI论文6篇，中文核心1篇、教研论文7篇，发表发明专利8项、实用新型17项。

      该成果提出了一种低微波功率相干双色光产生方案，可以以更小的微波功率产生微型CPT原子钟光源，技术上具有新颖性。该成果研发主要器件是VCSEL激光器3000元/台、反射光栅5000元/台，控制电路等，总投入成本约为20000元，如研制成功，产品售价预期100000元/台，投资小、产出高，项目周期短，具有良好的经济效益。     

        该研究团队掌握了项目的核心技术、拥有自主知识产权，可以与CPT原子钟产生企业或VCSEL激光器生产企业以技术合作方式开展合作，预计产品研制技术开发费用为20万元。