[发明专利]一种双频探测相干布居囚禁原子钟及其工作方法

权利要求书

1.一种双频探测相干布居囚禁原子钟，其特征在于，包括微波源(1)，原子钟锁频控制系统(2)，激光器(3)，相干布居囚禁原子气室(4)，不同频率光场的分离系统(5)，光电探测器A(6)，光电探测器B(7)；所述的相干布居囚禁原子气室(4)含有具有Λ型能级结构的原子蒸汽；所述的不同频率光场的分离系统(5)是任意一种能够将一束含有多种频率成分的光在空间上分离开的光学系统；所述的不同频率光场的分离系统(5)一端与所述的相干布居囚禁原子气室(4)连接，另一端与光电探测器A(6)和光电探测器B(7)连接；

所述的双频探测相干布居囚禁原子钟的工作方法，包括如下步骤：

(1)所述的微波源(1)输出微波信号ω_micro到原子钟锁频控制系统(2)作为参考信号；

(2)所述的原子钟锁频控制系统(2)将微波输入到激光器(3)，对激光器(3)进行相位调制，使激光器(3)发出一系列激光，其中存在频率为ω₁和ω₂的两束相干光可以与原子相互作用，产生相干布居囚禁效应，ω₁＝ω₂+Nω_micro，N为整数；

(3)所述的激光器(3)发出的激光入射到相干布居囚禁原子气室(4)中，与相干布居囚禁原子相互作用，发生相干布居囚禁效应，然后从相干布居囚禁原子气室(4)出射；

(4)所述的从相干布居囚禁原子气室出射的激光入射到不同频率光场的分离系统(5)；

(5)所述的不同频率光场的分离系统(5)将入射激光中频率为ω₁的光场从入射激光中分离出来，然后入射到光电探测器A(6)；

(6)所述的不同频率光场的分离系统(5)将入射激光中频率为ω₂的光场从入射激光中分离出来，然后入射到光电探测器B(7)；

(7)所述的光电探测器A(6)将激光中频率为ω₁的光场的光强信号转换为电信号传输到原子钟锁频控制系统(2)；

(8)所述的光电探测器B(7)将激光中频率为ω₂的光场的光强信号转换为电信号传输到原子钟锁频控制系统(2)；

(9)所述的原子钟锁频控制系统(2)根据光电探测器A(6)和光电探测器B(7)传输的电信号生成微波源输出微波的频率与原子跃迁频率的差值δ₀＝ω_micro-ω_cb，对微波源进行反馈调节。