[发明专利]冷原子束的原子频标检测方法及系统

权利要求书

1.一种冷原子束的原子频标检测方法，其特征在于，所述方法包括：

生成冷原子束，所述冷原子束是经过态制备和分离振荡场作用的，所述冷原子束中包括处于第一能级的第一原子和处于第二能级的第二原子，所述第一能级高于所述第二能级；

利用检测激光作用于所述冷原子束，得到第一荧光信号和第二荧光信号，所述第一荧光信号是所述第一原子跃迁到激发态能级后回落至所述第一能级产生的，所述第二荧光信号是所述第二原子泵浦至所述第一能级后，由所述第一能级跃迁至所述激发态能级再回落至所述第一能级产生的；

根据所述第一荧光信号和所述第二荧光信号计算所述冷原子束的原子跃迁概率信号；

根据所述原子跃迁概率信号对晶体振荡器的输出频率进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测激光包括探测激光和泵浦激光，所述利用检测激光作用于所述冷原子束，得到第一荧光信号和第二荧光信号，包括：

利用所述探测激光作用于所述冷原子束，以使所述第一原子跃迁到所述激发态能级后从所述激发态能级回落至所述第一能级，并使所述第一原子从所述冷原子束中偏移，得到所述第一荧光信号以及中间冷原子束；

利用所述泵浦激光作用于所述中间冷原子束，以使所述第二原子泵浦到所述第一能级；

利用所述探测激光作用于所述中间冷原子束，以使所述第二原子从所述第一能级再跃迁至所述激发态能级，并从所述激发态能级回落至所述第一能级产生所述第二荧光信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一荧光信号和所述第二荧光信号计算所述冷原子束的原子跃迁概率信号，包括：

根据所述第一荧光信号的幅值和所述第二荧光信号的幅值计算所述冷原子束的原子跃迁概率信号。

4.一种冷原子束的原子频标检测系统，其特征在于，所述系统包括：

冷原子束源，用于产生冷原子束，所述冷原子束是经过态制备和分离振荡场作用的，所述冷原子束中包括处于第一能级的第一原子和处于第二能级的第二原子，所述第一能级高于所述第二能级；

激光发生器，用于产生检测激光，所述检测激光用于与所述冷原子束作用，得到第一荧光信号和第二荧光信号，所述第一荧光信号是所述第一原子跃迁到激发态能级后回落至所述第一能级产生的，所述第二荧光信号是所述第二原子泵浦至所述第一能级后，由所述第一能级跃迁至所述激发态能级再回落至所述第一能级产生的；

数据处理器，用于根据所述第一荧光信号和所述第二荧光信号计算所述冷原子束的原子跃迁概率信号；

频率控制器，用于根据所述原子跃迁概率信号对晶体振荡器的输出频率进行控制。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述激光发生器包括：探测光激光器和泵浦光激光器，所述系统还包括分束器；

所述探测光激光器，用于发射探测激光，所述分束器设置于所述探测激光的光路上，用于将所述探测激光分为第一探测激光和第二探测激光；

所述泵浦光激光器，用于发射泵浦激光；

所述第一探测光、所述泵浦光和所述第二探测光依次垂直作用于所述冷原子束，形成激光作用区；

所述第一探测激光用于使所述第一原子跃迁到激发态能级后从所述激发态能级回落至所述第一能级，并使所述第一原子从所述冷原子中偏移，得到所述第一荧光信号以及中间冷原子束；

所述泵浦激光用于使所述中间冷原子束中所述第二原子泵浦到所述第一能级；

所述第二探测激光用于使所述第二原子从所述第一能级再跃迁至所述激发态能级，并从所述激发态能级回落至所述第一能级产生所述第二荧光信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：反光器；

所述反光器设置于所述泵浦激光的出射光路上，所述反光器用于将所述泵浦激光反射至所述冷原子束上。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据处理器还用于：

根据所述第一荧光信号的幅值和所述第二荧光信号的幅值计算所述冷原子束的原子跃迁概率信号。