小型钙原子光频标的研究进展

摘要

原子频率标准的研究极大地提高了频率测量的精度,促进基本物理的研究.光学频率标准作为当前最精确的时问频率装置,其应用前景受系统庞大不易搬运的限制.小型钙原子光频标的研制利用光学频率标准超越微波钟稳定度的优势将其小型化,可以解决光学频率标准的光频比对等问题.小型钙原子光频标系统主要包括小型钙原子真空系统和两台半导体激光器.真空系统主要通过炉口的设计达到原子束流的要求.423nm激光采用体积更小的半导体激光器产生;657nm钟跃迁激光利用PDH技术压窄线宽.采用转移探测技术探测657nm钟跃迁饱和谱信号,其中考虑了Hanle效应的影响,提高谱线信噪比的同时得到的饱和谱线宽为430kHz,以此锁定657nm激光频率,得到钟频率的输出.通过自评估,得到光频标的秒级稳定度达到1.22×10-13,优于商业氢钟的稳定度.进一步工作通过采用拉姆塞谱线技术提高光频标的稳定度,以及通过光梳对光频标颇率进行下转换和评估.