[发明专利]一种基于纳秒脉冲拉姆塞谱的原子束光钟及其实现方法

权利要求书

1.一种基于纳秒脉冲拉姆塞谱的原子束光钟，其特征在于，包括：657nm激光器、超稳激光稳频系统、第一分光镜、光放大器、光斑缩束装置、声光调制器、钙原子炉、423nm激光器、第二分光镜、原子束管、光电探测器以及伺服反馈控制电路；

其中，所述钙原子炉喷射钙原子形成钙原子束，所述原子束管套设于所述钙原子束外部，所述原子束管沿钙原子喷射方向依次包括原子束管前窗、原子作用区以及原子束管后窗；

所述423nm激光器的出光端朝向所述第一分光镜，所述第一分光镜出射的423nm透射光进入所述原子束管前窗，产生423nm钙原子跃迁谱线，用于将423nm激光器锁定在原子谱线上；

所述657nm激光器的出光端朝向所述第二分光镜，所述第二分光镜的反射光出光端朝向所述超稳激光稳频系统，所述超稳激光稳频系统的信号输出端与所述657nm激光器的伺服信号输入端连接；

所述第二分光镜的透射光出光端朝向所述光放大器，所述光放大器的出光端朝向所述声光调制器，所述声光调制器的出光端朝向所述光斑缩束装置，所述第二分光镜的透射光出光端出射的657nm透射光依次经光放大器、声光调制器以及所述光斑缩束装置进入所述原子作用区，产生657nm钟跃迁谱线；

所述第一分光镜出射的423nm反射光进入所述原子束管后窗，得到钟跃迁信号；

所述光电探测器的信号输出端与所述伺服反馈控制电路的信号输入端连接，所述伺服反馈控制电路的信号输出端与所述声光调制器的信号输入端连接，所述光电探测器被配置为探测并转化所述钟跃迁信号以得到误差信号，所述伺服反馈控制电路用于根据所述误差信号反馈控制所述声光调制器。

2.根据权利要求1所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第一反射镜，所述光斑缩束装置出射的657nm透射光经M次反射形成4束657nm透射光，4束657nm透射光分别进入所述原子作用区，M≥3。

3.根据权利要求2所述的原子束光钟，其特征在于，4束657nm透射光相互平行。

4.根据权利要求1-3任一项所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第二反射镜，所述第二反射镜用于使所述423nm透射光射入所述原子束管前窗。

5.根据权利要求1-3任一项所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三反射镜，所述第三反射镜用于使所述423nm反射光进入所述原子束管后窗。

6.根据权利要求4所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三反射镜，所述第三反射镜用于使所述423nm反射光进入所述原子束管后窗。

7.根据权利要求1-3任一项所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三分光镜，所述声光调制器的出光端朝向所述第三分光镜，657nm激光经所述声光调制器进入所述第三分光镜，所述第三分光镜出射的657nm透射光进入所述光斑缩束装置。

8.根据权利要求4所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三分光镜，所述声光调制器的出光端朝向所述第三分光镜，657nm激光经所述声光调制器进入所述第三分光镜，所述第三分光镜出射的657nm透射光进入所述光斑缩束装置。

9.根据权利要求5所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三分光镜，所述声光调制器的出光端朝向所述第三分光镜，657nm激光经所述声光调制器进入所述第三分光镜，所述第三分光镜出射的657nm透射光进入所述光斑缩束装置。

10.根据权利要求6所述的原子束光钟，其特征在于，还包括第三分光镜，所述声光调制器的出光端朝向所述第三分光镜，657nm激光经所述声光调制器进入所述第三分光镜，所述第三分光镜出射的657nm透射光进入所述光斑缩束装置。