[发明专利]一种小型CPT原子钟物理系统

摘要

本发明涉及一种小型CPT原子钟物理系统，属于原子频标技术领域，这种物理系统包括激光器部分和原子气室部分。激光器部分包括VCSEL激光管、小孔光阑和λ/4波片。原子气室部分包括原子气室、C场线圈、热敏电阻、低电磁薄膜电加热片和光电探测器。C场线圈采用反亥姆霍兹线圈结构实现。原子气室加热采用低电磁薄膜电加热片和高频交流电加热的加热方法。该系统采用真空绝热技术封装。该物理系统输出频率稳定度高、性能稳定、体积小、功耗低、成本低，特别适合应用于密封口位于圆柱面中心位置的玻璃型原子气室。

主权项

一种小型CPT原子钟物理系统，其特征在于包括激光器部分和原子气室部分，其中：激光器部分包括VCSEL激光管(1)、小孔光阑(2)和λ/4波片(3)，VCSEL激光管(1)、小孔光阑(2)、λ/4波片(3)通过固定支架依次连接，且VCSEL激光管发出的激光光斑、小孔光阑(2)以及λ/4波片(3)同轴放置；原子气室部分包括原子气室(7)、C场线圈(4)、热敏电阻(6)、加热片(5)和光电探测器(8)，原子气室(7)为密封口位于圆柱面中心位置的玻璃型原子气室，C场线圈(4)采用反亥姆霍兹线圈结构，通过两个套筒固定在原子气室(7)的两端，避开原子气室的密封口尖锥，加热片(5)插在C场线圈套筒(41)与原子气室(7)的下部分狭缝中，热敏电阻(6)插在套筒(41)与原子气室(7)的上部分狭缝中，加热片(5)和热敏电阻(6)隔开放置，不相互接触，光电探测器(8)放置在原子气室(7)的末端；激光器部分、原子气室(7)和光电探测器(8)依次通过双层磁屏蔽筒套装在一起，并且原子气室(7)、光电探测器(8)的中心位于激光器部分的轴线上；VCSEL激光器作为光源产生线偏振光，线偏振光经过调节激光光强的小孔光阑(2)强度得到衰减，然后经过λ/4波片(3)得到圆偏振光，圆偏振光照射在原子气室(7)上，原子气室(7)外的C场线圈(4)用来产生平行于光传播方向的均匀磁场，在均匀磁场环境下，原子气室(7)内的原子与激光相互作用，产生CPT现象，光电探测器探测透过原子气室(7)的CPT信号，进行光电转换输出电信号。