Ramsey－CPT原子频标研制

原子频标在精密测量中有广泛应用，低功耗、微型原子频标可为在空间、功耗受限标的极端条件下开展测量提供了有力工具。微型原子频标的物理系统还可作为高空间分辨率磁场探头，精确测量微弱场强的空间变化。相干光场与原子以分离方式相互作用使相干布局囚禁（CPT）共振受到Ramsey干涉调制，能获得比CPT谱线线宽更窄的Ramsey－CPT干涉谱线，进而可实现比CPT频标精度更高的Ramsey－CPT频标。我们前期对Ramsey－CPT干涉研究获得了一种Ramsey－CPT频标方案，初步实验已验证了其可行性。该方案不仅提高了CPT频标精度，而且还保持了可微型化特点。本项目将按此方案研制出可微型化物理系统，用该系统实现Ramsey－CPT频标，获得比CPT频标精度更高的Ramsey－CPT频标实验室原理性样机。项目所实现的频标将具有可通过MEMS工艺配备ASIC工艺实现低功耗、微型频标的特点。

在项目经费支撑下我们研制出了Ramsey-CPT原子频标的物理系统，进而实现了Ramsey-CPT原子频标实验室原理样机，原理验证样机的短期频率稳定度达到中等系数10-12-1/2。除了完成样机研制，项目成果还包括获得授权发明专利6项，受理并已经公示的中国发明专利5项、国际发明专利2项，发表科技论文十多篇，培养博士毕业生6名、硕士生4名。本项目任务书中“预期研究成果”的目标已经全部实现。.通过执行本项目还在新原理、新方案、新技术探索方面取得了一系列研究进展，其中“偏振反射、左右旋圆偏振光干涉增强CPT共振”和“lin⊥lin准双色光源”是具有较重要的价值的自出创新研究成果。这两项成果不仅可以用于提高Ramsey-CPT原子频标性能，而且可用来实现高性能芯片原子频标。