冷鏡原子光鐘的關鍵技術研究.pdf

1、光鐘的精度已超越了當前最好的銫原子噴泉鐘，這意味著光學頻率標準有可能成為下一代頻率標準。光鐘對物理學研究、計量科學研究和高科技研究均有極大的推動力，光鐘的關鍵技術在全球定位系統(tǒng)(GPS)、高速通信和深空探測等研究領域具有重要的應用價值。
　　 本論文主要是對冷鐿原子光鐘的一些關鍵技術進行實驗上的研究。首先介紹了一種用于鐿原子空心陰極燈中的調制轉移光譜技術，用來實現(xiàn)用于鐿原子光鐘一級冷卻的399納米激光器的頻率鎖定。另外，對調制轉

2、移光譜及信號進行了全面的優(yōu)化，并結合原子束裝置中的無多普勒技術，精確測量了鐿原子399納米躍遷譜的同位素頻移和超精細結構分裂。后期，通過對兩維準直光路、磁光阱光路的優(yōu)化以及塞曼減速光的合理設計，最終在399納米磁光阱中觀察到冷鐿原子團，用飛行時間方法測得的溫度約為2毫開爾文，釋放捕獲法測得的原子數(shù)目約為107。其次，主要介紹了用于鐿原子光鐘二級冷卻的556納米激光器的頻率鎖定工作，這里我們采用AOM調制結合熒光探測技術；通過對MOT光路

3、、偏振態(tài)等的優(yōu)化，最終實現(xiàn)了556納米磁光阱中冷原子團的裝載，溫度約為30微開爾文。然后，介紹了用于晶格光的759納米激光器的頻率鎖定技術，通過對光品格光路的合理設計，最終觀測到了光晶格的裝載信號；同時對一維光晶格構成的勢阱深度進行了相關理論計算：最后，介紹了Pound-Drever-Hall技術用于實現(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，最終希望在759納米光晶格中觀測到鐿原子的鐘態(tài)躍遷光譜。此外，對174