[发明专利]脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟及其实现方法

权利要求书

1.一种脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟，其特征在于，所述脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟包括：

电源控制系统，用于生成脉冲调制信号，并将所述脉冲调制信号传输至宽谱窄线宽钟激光系统；

所述宽谱窄线宽钟激光系统中的激光头用于，在脉冲调制信号的作用下生成梳齿形钟激光信号，其中，所述梳齿形钟激光信号中的任一两相邻梳齿之间的频谱间隔为10kHz至10MHz，且所述梳齿形钟激光信号的频谱宽度为10MHz至5GHz，且单根梳齿线宽小于钟跃迁能级线宽；

原子束光钟中的原子束流，用于在所述梳齿形钟激光信号的作用下，将原子从钟跃迁的下能级激励至钟跃迁的上能级；

蓝光探测激光系统，用于发出激光，以便所述激光与所述钟跃迁的上能级或所述钟跃迁的下能级的原子相互作用，生成荧光信号；

光电探测模块，用于将所述荧光信号进行收集，并将所述荧光信号发送至所述电源控制系统，以便所述电源控制系统对所述宽谱窄线宽钟激光系统的所述梳齿形钟激光信号的频率进行锁定。

2.根据权利要求1所述的脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟，其特征在于，所述原子包括钙原子、镁原子、锶原子、镱原子、汞原子、镉原子、铷原子和铯原子中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟，其特征在于，所述脉冲调制信号的脉宽范围为0.2ns至100ns，任意两相邻脉冲间隔范围为0.1μs至100μs。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟，其特征在于，所述梳齿形钟激光信号中的任一两相邻梳齿之间的频谱间隔为1MHz，且所述梳齿形钟激光信号的频谱宽度为1GHz。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟，其特征在于，所述蓝光探测激光系统发出的与所述钟跃迁的上能级的钙原子相互作用的激光的波长为431nm；所述蓝光探测激光系统发出的与所述钟跃迁的下能级的钙原子相互作用的激光的波长为423nm。

6.一种脉冲宽谱钟激光探测的原子束光钟的实现方法，其特征在于，所述方法包括：

电源控制系统生成脉冲调制信号，并将所述脉冲调制信号传输至宽谱窄线宽钟激光系统；

所述宽谱窄线宽钟激光系统中的激光头在脉冲调制信号的作用下生成梳齿形钟激光信号，其中，所述梳齿形钟激光信号中的任一两相邻梳齿之间的频谱间隔为10kHz至10MHz，且所述梳齿形钟激光信号的频谱宽度为10MHz至5GHz，且单根梳齿线宽小于钟跃迁能级线宽；

原子束光钟中的原子束流在所述梳齿形钟激光信号的作用下，将原子从钟跃迁的下能级激励至钟跃迁的上能级；

蓝光探测激光系统发出的激光与所述钟跃迁的上能级或所述钟跃迁的下能级的原子相互作用，生成荧光信号；

光电探测模块将所述荧光信号进行收集，并将所述荧光信号发送所述电源控制系统，以便所述电源控制系统对所述宽谱窄线宽钟激光系统的所述梳齿形钟激光信号的进行锁定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述原子包括钙原子、镁原子、锶原子、镱原子、汞原子、镉原子、铷原子和铯原子中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述脉冲调制信号的脉宽范围为0.2ns至100ns，任意两相邻脉冲间隔范围为0.1μs至100μs。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述梳齿形钟激光信号中的任一两相邻梳齿之间的频谱间隔为1MHz，且所述梳齿形钟激光信号的频谱宽度为1GHz。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述蓝光探测激光系统发出的与所述钟跃迁的上能级的钙原子相互作用的激光的波长为431nm；所述蓝光探测激光系统发出的与所述钟跃迁的下能级的钙原子相互作用的激光的波长为423nm。