双微波光子跃迁在POP铷原子频标中的应用研究

项目名称： 双微波光子跃迁在POP铷原子频标中的应用研究

项目编号： No.11303030

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 杜志静

作者单位： 中国科学院国家授时中心

项目金额： 26万元

中文摘要： POP铷原子钟采用时间上分离的激光脉冲抽运、Ramsey微波脉冲激励、光探测方案消除了光频移和腔牵引频移，获得更好的中长期稳定度，成为新型星载铷原子钟的技术储备。本项目率先将双微波光子跃迁技术应用于POP铷原子钟研究，抵消缓冲气体产生的正频移，从而可以大大提高其准确度，同时减小杂散磁场对原子钟的影响。本项目采用理论和实验相结合的方法，理论上，在旋转波近似下，采用密度矩阵方法，对双微波光子跃迁的频移、相位、以及失谐等对POP铷原子钟稳定度的影响进行研究。实验上，研制用于双微波光子跃迁的新型微波谐振腔，在与微波场谐振的同时，允许射频场的渗入；研究双微波光子跃迁频移与缓冲气体频移抵消时，POP铷原子钟的准确度。通过项目执行将丰富POP铷原子钟的种类，掌握双微波光子跃迁的特性。

中文关键词： 原子频标；双光子跃迁；脉冲激光抽运；Ramsey相互作用；

英文摘要： POP rubidium atomic clock based on the separation of the laser pumping, Ramsey interogation, and light detection eliminates the light-shift and cavity pulling shift, with a better long-term stability, making it a new candidate for on-board atomic clock. In this project, the two microwave photon transition will be first applied to POP rubidium atomic clock research, eliminating the positive frequency shift induced by buffer gas, greatly improving the accuracy, while reducing the impact of the stray magnetic field.This project uses a combination of theoretical and experimental methods, theoretically, in the rotating wave approximation, using the density matrix method of research the influence of two microwave photon transition frequency shift, phase, and detuning on POP rubidium atomic clock stability. Experimently, a new microwave cavity for dual microwave photon transition will be developed; the two microwave photon transition shift will eliminates the buffer gas shift, a better accuracy will be expected. Through the implementation of the project will enrich the types of POP rubidium atomic clock, and master features dual microwave photon transition.

英文关键词： Atomic clock；two-photon transition；Pulsed optical pumped；Ramsey integration；