冷鏡原子光鐘的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、光鐘的精度已超越了當(dāng)前最好的銫原子噴泉鐘，這意味著光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)有可能成為下一代頻率標(biāo)準(zhǔn)。光鐘對(duì)物理學(xué)研究、計(jì)量科學(xué)研究和高科技研究均有極大的推動(dòng)力，光鐘的關(guān)鍵技術(shù)在全球定位系統(tǒng)(GPS)、高速通信和深空探測(cè)等研究領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本論文主要是對(duì)冷鐿原子光鐘的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)上的研究。首先介紹了一種用于鐿原子空心陰極燈中的調(diào)制轉(zhuǎn)移光譜技術(shù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用于鐿原子光鐘一級(jí)冷卻的399納米激光器的頻率鎖定。另外，對(duì)調(diào)制轉(zhuǎn)

2、移光譜及信號(hào)進(jìn)行了全面的優(yōu)化，并結(jié)合原子束裝置中的無(wú)多普勒技術(shù)，精確測(cè)量了鐿原子399納米躍遷譜的同位素頻移和超精細(xì)結(jié)構(gòu)分裂。后期，通過(guò)對(duì)兩維準(zhǔn)直光路、磁光阱光路的優(yōu)化以及塞曼減速光的合理設(shè)計(jì)，最終在399納米磁光阱中觀察到冷鐿原子團(tuán)，用飛行時(shí)間方法測(cè)得的溫度約為2毫開(kāi)爾文，釋放捕獲法測(cè)得的原子數(shù)目約為107。其次，主要介紹了用于鐿原子光鐘二級(jí)冷卻的556納米激光器的頻率鎖定工作，這里我們采用AOM調(diào)制結(jié)合熒光探測(cè)技術(shù)；通過(guò)對(duì)MOT光路

3、、偏振態(tài)等的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了556納米磁光阱中冷原子團(tuán)的裝載，溫度約為30微開(kāi)爾文。然后，介紹了用于晶格光的759納米激光器的頻率鎖定技術(shù)，通過(guò)對(duì)光品格光路的合理設(shè)計(jì)，最終觀測(cè)到了光晶格的裝載信號(hào)；同時(shí)對(duì)一維光晶格構(gòu)成的勢(shì)阱深度進(jìn)行了相關(guān)理論計(jì)算：最后，介紹了Pound-Drever-Hall技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)鐘態(tài)躍遷578納米激光器的頻率鎖定，以及光纖的相位噪聲抑制技術(shù)，最終希望在759納米光晶格中觀測(cè)到鐿原子的鐘態(tài)躍遷光譜。此外，對(duì)174