铷原子频标长期稳定度的研究

对影响铷原子频标长期稳定度的光频移、碰撞频移和微波功率频移进行了分析。在此基础上提出了改进措施，保证铷原子频标不仅具有好的短期稳定度，而且具有良好的长期稳定度，使铷原子频标的性能大大改善。     

铷频标光强稳定性影响因素的研究

从理论和试验两方面分析了影响铷频标光谱灯光强稳定性的若干因素,通过铷光谱灯参数优化、采用电致变色薄膜,提出了稳定铷光谱灯光强的技术措施和可行性方案,旨在为提高铷频标的长期稳定度提供可以借鉴的方法。     

一种铷频标的日频率漂移率测量装置的设计

针对铷频标日频率漂移率的指标测试要求,采用时差法设计了铷频标日频率漂移率测量装置。该装置选用M68HC08做为控制电路CPU,设计了分频、脉冲整形电路,可将参考频率源和被测铷频标的5 MHz或10 MHz正弦信号分频整形为标准1PPS信号。装置通过RS232接口将测量的时差数据送至控制计算机并通过软件计算测量结果。实验结果表明,该装置自动化程度高、工作稳定、测量精度高,实现了对8台以内铷频标同时进行日频率漂移率测量,可满足计量测试部门对多台铷频标同时进行自动测试的需求。     

小型铷原子频标温度系数的优化

气泡式非自激型铷原子频标的输出频率受外界温度影响较大,因此需要设计专门的外部控温系统以减小温度对量子频标的影响。传统铷原子频标的控温系统采用的是模拟电路方式,在外界温度范围变化较大的情况下,温度稳定性并不理想,温度系数指标较差。本文利用单片机C8051F020,采用模拟和数字电路相结合的方式对小型铷原子频标的控温系统进行设计与改进,优化铷原子频标的温度系数指标。通过实验验证,改进后的铷原子频标的温度系数可以有超过一个量级的提高,该方法具有较强的实际应用价值。     

囚禁离子频标的频率综合器

首先介绍了离子囚禁技术，在分析Ｙｂ＋离子频标原理的基础上提出了囚禁离子频标频率综合器的特殊要求，然后叙述了这种频率综合器的设计方案。该方案采用数字锁相环路，使电路十分简单且工作可靠，又不会给频标带来电子线路上的温度系数。     

数字调频及数字伺服在铷频标中的应用

介绍了铷原子频标的基本原理及现状 ,提出了采用数字锁相调频电路代替原变容二极管调相电路实现对量子系统激励信号频率调制的方案 ,以及采用数字伺服电路代替原模拟纠偏电路的措施 ,可消除电子线路上的不完善给铷原子频标带来的温度系数和不稳定性     

白云母伴生铷矿氯化焙烧-水浸法提铷的动力学研究

采用了氯化钙氯化焙烧-水浸法提取白云母中铷的方法.通过氯化焙烧热重-差热分析曲线可知,用氯化钙混合白云母进行氯化反应的温度要比用氯化钠低100℃左右,且用CaCl2氯化比NaCl更有效率.接着考察了氯化焙烧温度对铷提取率的影响,结果表明,只有当氯化焙烧温度提高至800℃后,才可能取得明显的铷的氯化效果,铷的提取率即达96.71％,随氯化焙烧温度升高,铷的氯化速率不断增大,特别是800℃后,铷的氯化速率明显增大,这说明高温有利于铷的氯化焙烧.最终对白云母与氯化钙氯化焙烧过程进行了动力学研究.结果表明,三维界面反应方程能较好地描述该氯化焙烧反应体系,根据阿仑尼乌斯公式计算出来的活化能为42.22kJ·mol-1,说明白云母和CaCl2的氯化过程的确受界面化学反应控制.     

钨掺杂对铷蓝青铜佩尔斯相变的影响

用电解还原法制备出了铷蓝青铜及其系列钨掺杂样品,实验研究表明:钨掺杂未改变铷蓝青铜单晶的晶体结构,但在佩尔斯相变温度(181 K)附近,纯铷蓝青铜出现电阻-温度曲线宽化行为,并发生金属到半导体的转变.当x=0.001时,钨掺杂铷蓝青铜Rb0.3Mo1-xWxO3呈金属性,出现平缓的佩尔斯相变;当x=0.003和0.020时,呈半导体态,其金属行为和佩尔斯相变消失.因此,引入钨在很大程度上抑制了佩尔斯相变及电荷密度波的形成,并导致佩尔斯相变温度下降和消失.     

北京大学合成掺铷碳60超导材料

据报载,北京大学化学系与物理系的科研人员,在1991年7月9日成功合成掺钾碳60的超导材料后,经过半个月的努力,又于7月23日成功地合成了掺铷碳60超导材料。经中科院物理所国家超导重点实验室交流磁化率测试,新合成的掺铷碳60超导材料的超导起始温度为28K,同时北大物理系电子顺磁共振实验室微波吸收测试证实了掺铷碳60材料的超导性,所测超导起始转变温度为29K。与目前世界掺铷碳60超导材料研究(起始温度为30K)处同一水平。     

780nm超窄通频带法拉第——塞曼光学滤光器的研究

本文考虑铷原子的超精细结构，对铷（７８０ｎｍ）法拉第——塞曼光学滤光器的透过率，中心频率转移，通频带宽与外加磁场强度，原子汽室温度的关系进行了分析．     

基于单片机的锁相程控频率合成技术应用于铷频标的研究

介绍了频率合成技术的基本原理及发展趋势,阐述了由单片机、定时计数器和集成锁相环组成的数字程控锁相电路,提出了基于单片机的锁相程控频率合成技术应用于铷频标的方案。通过对铷频标量子系统激励信号频率带宽的在线调节,消除调制带宽对铷原子频标稳定度的影响。     

高分辨率频标比对改进及分析

高分辨率频标比对器广泛用于各种频标的比对中.通常这类设备的构成比较复杂,对线路器件的要求也很高.本文所述的频标比对器采用了全数字化的相位重合检测结构,在器件的开关速度和检测的分辨率很有限的情况下,利用了频标比对情况下频率信号间相位单调变化特征和器件的稳定性实现了很高的检测分辨率.与以往电路系统相比,新方案具有测量精度高,电路结构简单,成本低廉以及能够使系统稳定性得到提高的优点.测量的稳定度可以达到10-12/s量级.     

Analysis and design of an improved servo system for rubidium atomic frequency standard

In this paper, we analyze and design a new type of servo system with noninteger voltage controlled crystal oscillator (VCXO) for rubidium atomic frequency standard (RAFS), which does not require fractional frequency synthesizer. By the establishment of the loop equations with noises and drifts, we prove that all the components of the loop can affect its performance index, and in which, RAFS long-term frequency stability is mainly determined by frequency multiplier, quantum system, and servo amplifier; the short-term one is mostly decided by VCXO. Owing to the elimination of the frequency synthesizer and its additive mixing unit, we can reduce phase noise and stray of the servo system, and it is favorable for miniaturizing the RAFS system. In addition, we adopt some targeted optimization measures to improve the frequency stability index. The good short-term fre-quency stability index is also validated by the test results.     

一种改进的被动型铷原子频标伺服电路

伺服电路是整个原子频标系统的控制核心部件,在传统技术基础上提出一种改进的伺服方法:改进了直接数字合成实现综合器的大范围智能控制、同步鉴相功能。通过上述方案的改进,一方面克服了传统技术上的脱锁问题,另一方面使原子频标具备了工作状态的指示判断功能。     

基于FPGA的DDS调频信号发生器设计与实现

模拟调制系统中,总结起来有两种调频方法,直接调频法可以获得较大频率偏移,但频率稳定低,温漂时漂都比较大,间接调频法频率稳定高,但是电路十分复杂。针对上述传统模拟调频方法的不足,从信号调频基本原理出发进行理论推导,结合DDS技术基本工作原理进行设计,利用FPGA来实现DDS调频信号的产生。并着重介绍了DDS调频原理及电路实现过程,给出了FPGA设计的仿真和示波器测试图,整个电路硬件单元简单,稳定性好,实验结果表明该设计是有效的。     

铷原子频标中微波腔HE_(111)模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中圆柱谐振腔HE_(111)模的谐振特性进行了理论分析。通过计算几种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的TE_(011)模的谐振频率,并与仿真结果相对照,验证了该方法的正确性。在此基础上,对腔泡位置、长度对HE_(111)模的谐振频率的影响进行了分析。其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值。     

电大开孔箱体内部场线耦合等效电路模型

基于混合算法提出了一种用于电大开孔箱体内部场-线耦合效应分析的等效电路模型.基于Cohn模型和镜像原理,计算电大开孔箱体内部任意观测点处电场解;推导了箱体内部电偶极矩辐射场的标量格林函数,并在其基础上建立了描述箱内场-线耦合的积分方程;采用矩量法对该积分方程求解,并基于所得线性方程组设计了箱内场-线耦合的等效电路模型;结合传输线终端边界条件,对终端响应电流进行计算.面波入射（φ=0,θ=0,φ=π/2）条件下,对5组实验的箱内传输线终端响应进行仿真分析,结果表明:等效电路模型精度与传输线细化指数η成反比,当η=0.375时,相关系数达到0.987 8;仿真0~3 GHz范围内1 001个频点的平均耗时比为1:9.2,从而验证了等效电路模型的高效性;等效电路模型与TLM数值算法计算结果的相关系数均值达到0.984 4,而绝对误差均值和标准差为12.445 dBA和16.438 dBA,从而验证了等效电路模型的准确性.