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Abstract
National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
An ultranarrow bandwidth Faraday atomic filter is realized based on cold atoms. The atomic filter operates at 780 nm on the , to , transition with a bandwidth of 7.1(8) MHz, which is approaching the natural linewidth of the transition. The peak transmission achieves 2.6(3)% by the multi-pass probe method. This atomic filter based on cold atoms may find potential applications in self-stabilizing lasers in the future.
Faraday effect atomic filter cold atoms Faraday laser Chinese Optics Letters
2021, 19(3): 030201
1 中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所, 北京 100029
2 国家市场监管总局时间频率计量基准重点实验室, 北京 100029
绝对重力仪是直接开展绝对重力测量的精密计量仪器。绝对重力测量是指对地球表面重力加速度值的直接测量,其在地球科学和计量科学等领域都有十分重要的应用。历史上最早的绝对重力测量约在1590年。1590~1960年,主要利用摆仪的摆长和自由摆周期来开展绝对重力测量。自1960年起,随着激光技术的发明,高精度绝对重力测量有了新的发展,人们开始利用宏观物体自由运动(自由下落或上抛)的方法开展绝对重力测量,形成了激光干涉绝对重力仪。1991年,美国斯坦福大学朱棣文教授小组首次利用冷原子团的自由运动进行绝对重力测量,实现了第一台原子干涉绝对重力仪。中国计量科学研究院是我国最早开展绝对重力仪研制的单位,本文结合中国计量科学研究院绝对重力仪研制经验,综述了激光干涉绝对重力仪和原子干涉绝对重力仪的技术发展,尤其是激光技术的发明对绝对重力仪的技术发展带来的革命性技术变革。
原子与分子物理学 重力加速度 绝对重力测量 绝对重力仪 光学干涉 激光冷却 原子干涉
中国计量科学研究院时间频率计量研究所, 北京 100013
设计了一套紧凑可靠的87Rb 原子干涉重力仪激光系统。该激光系统仅采用两台包含锥形放大器的半导体激光器作为光源，通过简单、巧妙的设置，实现原子干涉仪中所需的9 种频率的激光。系统中包含2 个电学伺服系统，用于实现激光的频率稳定和一对拉曼光的获得，其他频率激光均在2 束拉曼光的基础上通过声光调制器移频实现，满足对各束光的频率和功率的控制要求。整个系统设计紧凑，性能可靠。
原子与分子物理学 拉曼激光 原子重力仪 激光冷却和囚禁 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091406
1 中国计量科学研究院时间频率计量研究所, 北京 100029
2 清华大学精密仪器系, 北京 100084
传统532 nm波长碘稳频固体激光频标装置虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度，但装置比较庞大，不便搬运。而对于一些对激光频率稳定度要求不高的实际应用，如绝对重力仪等，缩小装置的体积以易于搬运，成为更为关注的因素。建立一套小型化532 nm固体激光器，该系统体积小巧，易于搬运。通过与原有碘稳频532 nm固体激光标准装置的进行拍频测量实验，得到1 s的阿伦偏差为2.4×10-12，并计算得到该激光器的频率绝对值为563260223436 kHz，对应的频率不确定度为52 kHz(包含因子k=2)。该系统已被用于中国计量科学研究院的绝对重力仪中。
激光器 计量 固体激光 激光稳频
中国计量科学研究院时间频率计量研究中心， 北京 100013
中国激光
2011, 38(12): 1215003
1 北京理工大学信息科学技术学院, 北京 100081
2 中国计量科学研究院, 北京 100013
对激光器进行频率调制, 检测原子分子饱和吸收信号中的一次谐波成分得到频率误差信号, 反馈控制可以实现激光频率的稳定。介绍了取样积分提取一次谐波信号的原理和利用单片机实现的取样积分和数字比例积分微分(PID)控制的技术。相对于传统的锁相放大和模拟PID技术, 取样积分和数字PID结构简单, 可靠性高, 调试方便, 实现难度大大降低。建立的Cs原子饱和吸收外腔半导体激光(ECDL)稳频系统, 估算相对频率波动优于1.2×10-9(p-p), 平均锁定时间可达7天, 并实现了自动扫描饱和吸收峰、自动锁定和意外失锁的自动重新锁定功能。
激光技术 饱和吸收 取样积分 一次谐波 稳频
应用激光冷却与囚禁的铯原子喷泉是新一代的频率基准。报告了冷原子云上抛信号的序列测量,发表了飞行时间(TOF)信号的基本估算公式(估算原子云温度和TOF峰值信号强度),讨论了理论计算和实验测量的比较。
量子光学 铯原子喷泉 冷原子云 飞行时间信号
1 中国计量科学研究院长度处光电室, 北京 100013
2 西安工业学院仪器系, 西安 710032
提出了一种高精度测量液体折射率的新方法一“干涉逼近法”.这种方法可以在测量过程中监视被测液体温度不均匀性给测量带来的误差.由于受温度测量的限制,其测量液体折射率的不确定度在1×10~(-6)到4×10~(-5)(2σ)之间,具体值取决于液体折射率的温度系数.
液体折射率 干涉测量
导出了行波高斯光束(TEM00模)自洽方程及其三阶解,并将其推广,得到考虑一系列参量的轴向、径向分布的四频环形激光输出表达式,为明确认识高斯光束和各参量的分布及它们之间相对位置对环形激光拍频输出的影响提供了理论基础。
