采用数字电路的可携式激光泵浦铷原子钟
减小高性能计时设备的尺寸和复杂度,是6G无线通信、定位导航授时(PNT)、物联网以及超快光谱学等应用领域日益增长的需求。该研究团队提出了一种分布式反馈(DFB)激光泵浦铷原子钟,具有卓越的频率稳定性、小体积和低功耗特性。DFB激光头采用内置隔离器,线宽约1MHz。为完全光泵浦吸收池中的原子,研究团队通过基于光学扩散器的光束扩束器将激光束直径扩展至10毫米。物理系统采用磁控微波腔设计,并配备双层磁屏蔽。光学系统与物理组件的总体积仅为250立方厘米。该原子钟设计可在低温环境下运行,其吸收池恒温维持在323K。得益于更低的铷原子密度,受激原子的粒子数弛豫时间长达5.8毫秒。频率合成器与锁频环路均由数字电路实现。测试表明该原子钟短期稳定度达1.8×10^-12τ^-1/2(1-100秒)。该成果为激光泵浦铷原子钟的实际应用奠定了基础。
