第45卷第2期2024年2月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentVol.45No.2Feb.2024DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2311716收稿日期:2023-07-24ReceivedDate:2023-07-24∗基金项目:教育部联合基金(8091B042103)项目资助高性能磁选态光检测铯原子钟的研究∗李源昊1,陈思飞1,刘晨1,范利锋1,王延辉1,2(1.北京大学电子学院北京100871;2.北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871)摘要:介绍了一种新型的可搬运铯原子钟,采用非均匀磁场进行选态,采用与4-5循环跃迁线共振的激光进行检测。介绍了此方案的物理系统、光学系统和电路系统。进一步展示了基于此方案原子钟的整机与指标,最佳整机体积4U,稳定度达到4×10-13@100s,4.5×10-14@10000s,2.2×10-14@1d,优于可搬运铯钟典型产品5071A优质型。将此方案与磁选态磁检测铯原子钟和光抽运铯原子钟进行了对比,并给出了此方案的优点与待解决的问题。最后介绍了两种针对磁选态光检测铯钟的可行性改善,一种为采用3-2循环跃迁线检测的反选型原子钟,一种为采用光抽运-磁选态的混合选态型原子钟,有望进一步提升稳定度指标至稳定度低于3×10-13@100s。关键词:原子钟;铯原子钟;可搬运铯原子钟;磁选态;光检测中图分类号:TH714文献标识码:A国家标准学科分类代码:510.20Researchonhigh-performancecompactcesiumclockusingmagneticstateselectionandopticaldetectionLiYuanhao1,ChenSifei1,LiuChen1,FanLifeng1,WangYanhui1,2(1.SchoolofElectronics,PekingUniversity,Beijing100871,China;2.StateKeyLaboratoryofAdvancedOpticalCommunicationSystemsandNetworks,PekingUniversity,Beijing100871,China)Abstract:Thearticleintroducesanewcompactcesiumbeamclockwithanon-uniformmagneticfieldforstateselectionandalaserthatresonateswithD24-5linefordetection.Thebasicstructurewhichcontainsthephysicalsystem,theopticalsystem,andtheservosystemaswellastheoperationprincipleoftheclock,isdescribed.A4Usizeprototypewithstabilityof4.0×10-13@100s,4.5×10-14@10000sand2.2×10-14@1disrealized,whichisbetterthanhighperformancetype5071Acesiumbeamclock.Theclockiscomparedwiththeconventionalcesiumbeamclockandtheopticallypumpedcesiumbeamclock.Theadvantagesanddisadvantagesoftheclockareanalyzed.Twofeasibleimprovedschemesareintroduced,whichareexpectedtofurtherimpro...
