激光减速原子束频标的建议

本文提出一个激光减速的碱金属原子束频标的方案。用共振激光束对原子束同时进行减速和选态,使原子速率降到10m/s以下,而光抽运作用使原子自动集中到基态超精细结构中具有最大磁量子数的塞曼子能级上。为避免重力场中束轨迹下垂,用偏转磁铁或多束激光使束由水平转成垂直向上,然后用级联磁共振使原子过渡到频标所需的mF=0能级。利用原子上升和重力场中自由下落两次通过单个微波谐振腔而取得Ramsey共振信号,线宽约为1Hz。信号用另一束激光检测。予期这种频标的稳定度和准确度可比现有束型频标提高一个数量级以上。文中详细讨论了激光减速和选态的方法,克服横向加热效应的措施,实现级联磁共振的办法,以及获得垂直束装置的设计等。