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公开(公告)号：CN118550178A
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202410771550.7
申请日：2024-06-14
Applicant: 北京大学邯郸创新研究院
IPC: G04F5/14
Abstract: 本发明提供应用具有猫眼结构的集成式微透镜阵列光学元件的高稳光频原子钟，所述高稳光频原子钟包括半导体激光器，半导体激光器中的激光腔镜是具有猫眼结构的集成式微透镜阵列光学元件，所述光学元件包括微凸透镜阵列和平面反射镜，在微凸透镜阵列的平面与平面反射镜之间设置超低膨胀率玻璃板，使微凸透镜阵列、超低膨胀率玻璃板和平面反射镜严密贴合在一起，超低膨胀率玻璃板的厚度是所述微凸透镜的焦距。本发明将激光器的激光腔镜用具有猫眼结构的集成式微透镜阵列光学元件实现，实现光束在平面镜上均匀分布的密集聚焦光斑，提高元件损伤阈值，从而进一步提高了原子钟的稳定度和抗干扰性。
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公开(公告)号：CN117826561A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202311691191.6
申请日：2023-12-11
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于铯原子的双波段光学‑微波原子钟及其实现方法。本发明利用目前实现秒定义铯原子分别作为微波原子钟和光学原子钟的量子参考，实现微波和光学两种波段的原子钟，且两波段可随意切换，也可同时输出。与光晶格钟和离子钟性比，基于热铯原子实现的光钟不需要超稳本振和超冷原子量子参考，具有体积小且长时间连续运行优势；与传统的微波光抽运小铯钟相比，将光钟输出的激光应用于光抽运小铯钟的抽运光和探测光，可以降低激光频率噪声，从而获得频率稳定度更高的微波钟。本发明只需要一个本振激光源，结构简单、操作方便、性能优异、成本低廉。本方明实用性极强，扩展了基于铯原子的微波原子钟和小型化高性能光频原子钟的应用范围。
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公开(公告)号：CN115327880B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202211000159.4
申请日：2022-08-19
Applicant: 浙江法拉第激光科技有限公司 , 北京大学
IPC: G04F5/14
Abstract: 本发明公开了一种基于漫反射冷却的长条形冷原子主动光钟及实现方法。本发明包括冷却激光源、重泵激光源、泵浦光源、长条形原子气室、输出腔镜、双色镜，根据主动光频标确定所述长条形原子气室内充入的碱金属原子，所述碱金属原子中的一目标跃迁能级与所述主动光频标对应；其中，所述长条形原子气室的表面喷涂对冷却光、重泵浦光高反的漫反射材料；所述长条形原子气室的一端作为泵浦光输入端，用于接收所述泵浦光源输入的泵浦光；所述长条形原子气室的另一端作为输出端；所述泵浦输入端镀膜，用于对所述主动光频标具有一定反射率，所述输出端后依次设置所述输出腔镜、双色镜；所述泵浦输入端与所述输出腔镜构成所述主动光频标的谐振腔。
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公开(公告)号：CN114204383B
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202111404987.X
申请日：2021-11-24
Applicant: 北京大学
IPC: H01S1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于主动激射的量子温度计及其实现方法。本发明将铯原子作为增益介质，通过459nm泵浦激光，在铯原子7S1/2态与6P3/2态之间建立布居数反转，通过谐振腔的腔反馈，使对应铯原子7S1/2态与6P3/2态跃迁的自发辐射不断放大，达到激光阈值后输出1470nm主动激射信号。通过测量产生主动激射信号时泵浦激光的频率，与铯原子6S1/2态到7P1/2态跃迁频率的频率差，利用多普勒频移效应，可以精确计算铯原子气室的温度。本发明大大提升物理量开尔文的测量精度，所实现的温度的测量精度与激光频率的测量精度相当。本方明具有重要的应用价值，是测量物理量开尔文的新途径，并显著提高其测量精度。
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公开(公告)号：CN116722423A
公开(公告)日：2023-09-08
申请号：CN202310715173.0
申请日：2023-06-16
Applicant: 浙江法拉第激光科技有限公司 , 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种超大可调谐范围的微型单频法拉第激光器及其实现方法，包括：镀增透膜的激光二极管，作为法拉第激光器的种子源；准直模块，包含一准直透镜和相应的固定结构；微型法拉第原子滤光器，对激光二极管出射的激光进行滤光，激光器最终输出的激光由滤光器的透射谱决定；预设反射比率的反射腔镜，将经过滤光后的激光反射回谐振腔内，形成振荡，产生稳定的激光，剩余的激光从反射腔镜透射出激光器；温度控制模块，由TEC半导体制冷器及温度反馈控制电路构成，用于对激光二极管的工作温度进行调节。本发明设计的激光器的体积远小于主流法拉第激光器的体积，机械稳定性和输出激光的频率稳定性更好，便携性更佳，能在激光技术、光通信、光网络、量子通信等领域发挥重要的作用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113176725B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202110433766.9
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种基于卡尔曼滤波和/或DFB的激光芯片原子钟及实现方法，包括基于DFB激光器的芯片原子钟、基于卡尔曼滤波控温与控频的芯片原子钟以及基于卡尔曼滤波控温与控频的DFB激光芯片原子钟及实现方法。其中基于卡尔曼滤波控温与控频的DFB激光芯片原子钟包括带卡尔曼滤波温度控制和磁屏蔽结构的原子气室、DFB激光器、高速光电探测器、带卡尔曼滤波的激光和原子气室的控温系统、相匹配的DC调制解调模块、伺服控制模块、卡尔曼滤波模块等。通过卡尔曼滤波结合PID控制对CPT芯片原子钟的激光和原子气室进行温度控制，用低温度漂移系数的DFB激光和卡尔曼滤波控制温度和输出频率，提高CPT原子钟的中长期频率稳定度。
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公开(公告)号：CN115173216A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210836655.7
申请日：2022-07-15
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种频率对腔长热噪声免疫的魔术腔长激光器及实现方法。本发明首次给出魔术腔长激光的定义与实现条件，其腔模频率与传统的激光器存在本质差别，光学谐振腔腔长不需要调谐到精确共振的地方，只需要将腔长调谐到本发明提出的魔术腔长的区域即可，在该区域外界噪声引起的腔长变化所导致的激光频率波动及其小，即实现了一种频率对腔长热噪声免疫的魔术腔长激光器。本发明颠覆了目前国际上采用PDH稳频技术来获取高度相干光源的方法，魔术腔长激光对谐振腔腔长以及外界环境变化有很强的免疫特性，可解决国际上超稳光学谐振腔对超低热膨胀系数材料、极低温工作条件和超高反射率光学腔镜的高要求难题，为超稳激光的发展注入新元素。
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公开(公告)号：CN114963995A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210393703.X
申请日：2022-04-14
Applicant: 北京大学
IPC: G01B11/02 , G01B9/02055
Abstract: 本发明公开了一种迈克尔逊激光器及其实现方法、位移测量方法。本发明的迈克尔逊激光器，包括前腔镜(1)、激光增益介质(2)、分光镜(3)、第一激光腔镜(4)、第二激光腔镜(5)、第三激光腔镜(6)；其中，前腔镜(1)、激光增益介质(2)、第二激光腔镜(5)依次沿第一光轴放置；第一激光腔镜(4)、第三激光腔镜(6)沿第二光轴放置；第一、二光轴垂直；分光镜(3)位于第一、二光轴交点，用于将激光增益介质(2)输出的光分成沿第一、二光轴传播的两路，从而使光在前腔镜(1)、第一激光腔镜(4)、第二激光腔镜(5)、第三激光腔镜(6)构成的激光器闭合腔内振荡，形成多个激光。本发明激光器可提高位移测量精度。
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公开(公告)号：CN112363381B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202011294671.5
申请日：2020-11-18
Applicant: 北京大学
IPC: G04F5/14
Abstract: 本发明公布了一种基于真空绝热微型原子气室的芯片原子钟及实现方法，芯片原子钟包括：795nm垂直腔面发射激光器VCSEL、四分之一波片、真空绝热微型原子气室、磁场及温度控制装置、光电探测器和综合电路系统；综合电路系统包括微波源、伺服电路系统和晶体振荡器。VCSEL连接四分之一波片；VCSEL发射的激光经四分之一波片产生调频多色圆偏振光，调频多色圆偏振光与设有磁场及温度控制装置的真空绝热微型原子气室内的原子相互作用，产生相干布局数囚禁共振信号；光电探测器探测到布局数囚禁共振信号，并发送给综合电路系统；综合电路系统中的伺服电路系统将布局数囚禁共振信号反馈给综合电路系统中的晶体振荡器，从而输出标准频率信号。
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公开(公告)号：CN113805462A
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202110896846.8
申请日：2021-08-05
Applicant: 北京大学
IPC: G04F5/14
Abstract: 本发明涉及一种基于拓扑体态面发射激光器的CPT芯片原子钟及其实现方法。该CPT芯片原子钟包括光学系统和电路系统；光学系统包括拓扑体态PCSEL、聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片、原子气室、光电探测器；电路系统包括光电流放大器、滤波器模块、直流调制解调模块、直流信号伺服反馈控制模块、压控电压源、微波调制解调模块、晶体振荡器、微波信号伺服反馈控制模块、微波源、直流电流和微波耦合器。本发明首次将拓扑体态PCSEL用于CPT芯片原子钟，利用拓扑体态PCSEL低温度漂移系数、单模激射、低阈值、谱线宽度窄的巨大优势，创新性地实现了对外界温度波动更免疫、频率更稳定、性能更优越的CPT芯片原子钟。
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