[发明专利]一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置

说明书

本申请公布了一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置，所述装置同时具有Lin⊥Lin构型和分离振荡场技术的优点，解决了CPT谱线对比度较低，谱线较宽的问题。所述提高CPT谱线对比度的装置利用主从激光器实现两束激光的相干和Lin⊥Lin构型，消除了无用光谱和原子跃迁的极化暗态，降低了背景光能量，增加了参与CPT共振的原子数，从而提高了CPT谱线的对比度，同时利用光开关产生周期的脉冲激光，与原子相互作用实现CPT谱线的Ramsey条纹，压窄了线宽。本专利所述装置，可以用于研制高性能的CPT原子频标、磁力计等。

技术领域

本发明涉及原子物理学领域，尤其涉及一种提高相干布居数囚禁(CPT,CoherentPopulation Trapping)谱线对比度、减小谱线线宽的方法和装置。

背景技术

当与碱金属原子作用的两束相干激光的频率差与基态超精细能级间隔严格相等时，两条原本独立存在的量子跃迁同时发生，而且相互干涉，造成原子不再从激光中吸收光子，此时碱金属原子处于两基态的相干叠加态上，这种现象就称为相干布居数囚禁现象，也称为CPT现象。

传统实现CPT现象的方法是采用较易获得的圆偏振相干多色光，其±1级边带与碱金属原子相互作用并将原子制备到CPT态，获得CPT谱线。但由于圆偏光与原子相互作用，存在极化暗态，原子会积聚在极化暗态上，不再参与CPT共振，使CPT共振的布居数减少，造成CPT谱线对比度较小；另外，当使用微波调制的激光器产生多色相干光来制备CPT态时，其中只有±1级边带参与CPT共振过程，而载波和高次边带对CPT共振都没有贡献，并作为背景光被探测，这也使得CPT谱线对比度较小(CPT谱线的对比度定义为CPT谱线的幅度与背景光幅度的比值)。以上两个原因使得通常CPT谱线的对比度很低，且谱线较宽。

发明内容

有鉴于此，为解决CPT谱线对比度低，且谱线较宽的问题，本申请实施例提供了一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置。

一种实现高对比度窄线宽CPT谱线的装置，包括：主激光器、第一凸透镜、第一偏振片、从激光器、第二凸透镜、第二偏振片、第一分光镜、四分之一波片、反射镜、第二分光镜、光开关、原子储存泡、磁场线圈、恒温箱、光探测器、拍频电路、鉴相器、脉冲发生器、锁相放大器、第二驱动电路、微波源、第一驱动电路。