高精度（10^-15）可搬运铷原子喷泉钟的研制

原子喷泉钟是目前世界上最准的运行原子钟,主要包括铯喷泉钟和铷喷泉钟两种.中国科学院上海光学精密机械研究所于2003年开始开展了可搬运小型喷泉铷钟样机的研制,它的主要特点是：以铷原子做工作介质、损耗低、信噪比高、冷原子碰撞频移低;通过折叠光路设计,其对激光的功率要求降低2/3,系统更加紧凑稳定,更加有利于喷泉钟的工程化.该原子钟已经获得了微波跃迁的Ramsey干涉条纹,其信噪比约100,并实现了闭环锁定,1s的稳定度为8×10？13,4×104s稳定度优于6×10？15.目前正在进行误差的评估工作及系统的改进,近期将进行项目验收,预期总的频率不确定度优于4×10？15.     

用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟特性

本文介绍用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟主要设计特点和性能指标.铷原子钟频率稳定度主要取决于原子跃迁信号信噪比、电路噪声和原子体系的物理环境效应.为提高原子信号信噪比,物理系统采用了微波场方向因子高于0.9的开槽管微波腔和Xe气启辉的铷光谱灯,并采用了光学滤光和同位素滤光双重滤光方案.电路系统采用了低相噪微波链路,交互调制噪声对铷原子钟稳定度的影响被控制在4.9×10^-13/τ^1/2水平.通过工作参数优化,将物理环境效应对天频率稳定度的影响降低到3×10^-15以下.研制了高精度和甚高精度两型号星载铷原子钟.高精度铷原子钟典型指标为短稳1.5×10^-12/τ^1/2,万秒稳1.3×10^?14,天稳9.4×10^-15;甚高精度铷原子钟典型指标为短稳6.1×10^-13/τ^1/2,万秒稳7.1×10^-15,天稳3.9×10^-15.本文还分析了铷原子钟最新研究进展,预期铷原子钟的性能还可以进一步提升.     

NIM的微波－光学频率基准研究 ———复现米和秒定义

报道中国计量科学研究院（NIM）在微波－光学频率计量研究的新进展：用NIM４激光冷却－铯原子 喷泉钟复现国际单位制（SI）时间单位秒（s）,用飞秒（FS）光学频率梳间接复现长度单位米（m）并标定稳频 激光波长实际实施米定义。NIM４铯原子喷泉钟的不确定度达到５×１０－１５,飞秒（FS）光梳锁定到NIM４钟控制的 氢钟后,其频率不确定度为２畅２×１０－１４。在此基础上讨论铯原子喷泉钟、稳频激光、FS光梳的作用、意义和相互 关系。最后简要介绍NIM５铯原子喷泉钟的研究进展和２００６年起NIM立题研制锶原子存储     

星载原子钟磁致频移影响在轨评估

星载原子钟作为磁敏感设备,外界磁场变化会导致星载原子钟输出频率发生变化.本文采用星载主备原子钟比相法评估了10颗配置星载氢原子钟的MEO导航卫星原子钟频率稳定度,短期稳定度平均值优于1×10^?12τ^?1/2,天稳均优于7×10^?15.基于该稳定度水平,本文针对导航卫星原子钟磁致频移进行了初步评估,得到磁力矩器工作情况下原子钟磁致频移达到1×10^?13量级,磁力矩器持续工作1 h将引起钟差预报误差0.4 ns.本文将在轨磁力矩器工作状态等效为磁致频移噪声,仿真分析了其对星载原子钟稳定度的影响,仿真结果表明,该磁致频移噪声将恶化星载原子钟长期稳定度,尤其对稳定度更高的原子钟恶化更明显.本文最后就如何降低磁致频移对星载原子钟的影响进行了讨论.     

如何定义“秒”

<正>时间单位"秒"是国际单位制的7个基本单位中准确度最高、应用范围最广的一个。1967年,"秒"的定义从天文秒改为基于铯原子跃迁的原子秒,这一定义保持至今。实验室型铯原子钟复现秒定义,成为时间频率计量的基准装置。铯原子钟又被人们形象地称为"喷泉钟",因为其工作过程是铯原子像喷泉一样     

铟离子5s21S0-5s5p3P0参考用跃迁频率的精密测量

报道了建立铟单离子(¹¹⁵In⁺)光频标实验系统的实验进展。单个离子囚禁在Paul-Straubel型离子阱中,利用激光边带冷却技术将其冷却至最低振动能态。为了探测和测量铟离子参考用跃迁5s²¹S₀-5s5p³P₀的频率,使用一台Hz量级超窄线宽激光作为探测激光,用以获得量子跳跃信号。用一台以商用铯原子钟为基准的飞秒光频梳作为测量工具,对其频率进行了20次的精密测量,相对不确定度为5.0×10^-14。     

基于光纤链路的高精度时间频率传输与同步

 在清华大学与中国计量科学研究院之间往返80 km 的商用光纤链路上进行了时间频率同时传输与同步实验.采用时间频率同时传输与同步的方法,获得了7×10^-15/s,5×10^-19/d 的频率传输稳定度结果;通过在发射端主动探测并补偿时间脉冲信号在光纤中传输的时间延迟,实现了±50 ps 的时间同步稳定度指标.鉴于目前基于光纤链路的频率传输方案均受限于点对点传输的问题,设计并完成了可多点下载的频率接收系统,使时间频率传输与同步网络的建设成为可能.     

脉冲微波式氢原子钟初步结果

通过向原子钟微波腔内导入相干的脉冲微波信号,同时设置适当的脉冲信号参数,可以激发原子共振跃迁的Ramsey条纹,利用其中心条纹作为钟跃迁可以极大地压缩原子钟的谱线宽度,有望提高原子钟的电性能指标.该项技术已经在pop铷钟上得到应用,成功压缩了铷原子的共振谱线线宽.中国科学院上海天文台在被动型氢原子钟物理系统的基础上,开展了氢原子微波脉冲激励技术的研究,设计了微波脉冲扫频电路,目前已经初步观测到氢原子的Ramsey条纹,从而证明了该项技术用于氢原子钟的可行性.计划优化系统和微波信号参数,从而进一步压缩原子线宽.同时设计完善的伺服电路,实现原子钟的环路锁定,形成脉冲微波式氢原子钟,并测试和优化了整机性能指标.     

正交解调Pound-Drever-Hall激光稳频技术实验研究

为了提高激光器的频率稳定度,设计了基于正交解调原理的Pound-Drever-Hall(PDH)稳频系统。该系统采用直接数字频率合成器同步产生三路同频正弦和余弦信号,其中一路正弦信号用作电光相位调制器的驱动信号,另两路正弦和余弦信号同时用作相位解调的参考信号。解调所得PDH稳频系统的误差信号用于反馈调节激光器腔长,使得激光器频率自动稳定到Fabry-Perot(F-P)参考腔的谐振频率上。建立了正交解调PDH稳频实验系统,实验结果表明,在1.5 h稳频时间内,激光器的频率漂移不超过±0.13 MHz,根据Allan方差计算得到其频率稳定度优于1.2×10^-11。这种稳频激光器可用作合成波绝对距离干涉测量系统的理想光源。     

神广煤矿房式采空区上覆煤层开采可行性研究

为研究房式采空区上覆煤层上行开采可行性,根据神广煤矿各煤层赋存状况及开采现状,采用垮落开采的比值判定法、“三带”判别法,结合相似模拟和数值模拟方法,研究5^-2煤层房式开采对上覆4^-2上、4^-3煤层完整性和连续性的影响,分析4^-2上、4^-3煤层开采过程中对层间岩层及5^-2煤层采空区留设煤柱稳定性的影响,论证了4^-2上、4^-3煤层上行开采的可行性。结果表明：4^-2上、4^-3煤层的比值K分别为33.07,23.46,均大于临界值7.5,且4^-2上、4^-3煤层均位于5^-2煤层垮落带和裂隙带之上,完整性和连续性良好;5^-2煤层房式开采后,采场支承压力增高区与降低区交替显现,最大值为4.88 MPa,远小于煤柱极限承载强度6.7 MPa,煤柱保持稳定;4^-2上、4^...     

星载原子钟性能分析方法比较研究

卫星导航时间系统是影响导航系统性能的决定性因素。原子时钟作为频率标准,能够产生高准确度和高稳定度的标准频率信号,可以实现精确计时。因此在导航卫星上广泛使用原子钟作为频率标准。讨论了原子时钟频率稳定度的Allan方差、重叠Allan方差、Hadamard方差及重叠Hadamard方差算法,并对GPS卫星真实数据进行了频率稳定度分析。得出了不同的GPS卫星,星载卫星钟的稳定度不同。对于同一种类的GPS卫星,卫星钟的稳定度也存在差异,且GPS BLOCK IIR卫星具有较好的频率稳定度。     

一种频率与温度无关的片内RC振荡器设计

文章基于SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺，设计了一种频率与温度无关的片内电流模RC振荡器，该振荡器采用1.8 V电源供电，输出频率为100 MHz,振荡器主要由温度补偿电流源、开关电容充放电回路、反相器比较延时单元以及时钟输出单元组成。通过Cadence Spectre仿真验证表明：在-40～125℃范围内，TT工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为100.06～100.16 MHz,频率随温度变化为0.10%,用温度系数表示为6.06×10^-6℃^-1;SS工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为99.90～100.23 MHz,频率随温度变化为0.33%,用温度系数表示为20.00×10^-6℃^-1;FF工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为99.96～100.07 MHz,频率随温度变化为0.11%,用温度系数表示为6.67×10^-6℃^-1。     

HQEFT框架内半轻衰变■的相关研究

在重夸克有效场论(HQEFT)框架内,利用光锥求和规则(LCSR)对B_s到J^PC=2^--张量介子K₂(1820)半轻衰变进行了研究.首先,基于K₂(1820)光锥分布振幅,重夸克展开至领头阶,利用LCSR计算了B_s→K₂(1820)的跃迁形状因子.计算表明,与相应2⁺⁺张量介子情形不同,在所取自由参数范围内,形状因子V₂<0.在此基础上,预言了半轻衰变■的可观测量,包括分支比、纵向极化分数、前后不对称和微分前后不对称过零点.研究显示,电子和μ轻子末态分支比几乎相等,在10^-5量级,相应τ轻子末态分支比约为前者的1/5．纵向极化分数均>0.8,大于相应2⁺⁺张量介子情形．前后不对称随着末态带电轻子质量的增大而增大．这些结果有可能在将来被LHCb、BelleⅡ等更为精确的实验所检验．     

联系抛物Bessel算子的Poisson半群的振荡算子

该文研究了联系抛物Bessel算子■的Poisson半群的振荡算子.利用抛物半群方法和抛物向量值Calderón-Zygmund理论，证明了振荡算子O(P_τ^L)从L^p(R²)(11(R²)到弱-L¹(R²)是有界的，而且从L_c^∞(R²)到BMO(R²)也是有界的.在p=∞的情况下，证明了在某种意义下振荡算子O(P_τ^L)的像严格小于标准的奇异积分算子的像．     

一类对称损失下刻度参数估计的不变性

对于来自密度为(1/τ)f(x/τ)的总体容量为n的随机 样本X1,X2,…,Xn, 在对称熵损失函数L(η,d)=ν(η/d+d/η-2)下应用积分变换定理研究其刻度参数分布族c(x,n)η^-νe^-T(x)/η的参数η=τ^r的Bayes估计及其可容许估计, 证明了它们在一一对应变换下具有不变性.     

基于C8051F020单片机的半导体激光器稳频系统

为推进半导体激光器稳频技术向数字化、 智能化发展, 提出一种基于C8051F020单片机的数字辅助稳频方法。该方法通过对饱和吸收信号进行检测, 得到半导体激光器频率变化的误差量, 再利用对误差信号的计算处理反馈给电流控制及温度控制, 从而对半导体激光器进行稳频, 并据此思路设计了稳频系统的硬件电路及软件辅助锁频程序。经实验验证, 该系统实现了开机自动稳频, 在失锁后能重新锁定, 得到秒稳8.39×10^-11, 千秒稳7.99×10^-12的稳定度指标。     

Rabi和Ramsey原子光谱最优测量点的选取

利用量子Fisher信息，对二能级原子的Rabi光谱和Ramsey光谱，在量子投影测量下的最优测量条件进行了研究。结果表明，Rabi光谱的量子Fisher信息与Rabi频率2b密切相关，当光和原子作用时间越接近π/（2b），量子Fisher信息值越大，并且可依据量子Fisher信息值确定实验中所需的最佳测量位置。在相同Rabi频率的条件下，Ramsey光谱的量子Fisher信息大于Rabi光谱；且间歇时间越长，Ramsey光谱共振峰半高宽处的量子Fisher信息值越大，其失谐量可作为最佳测量位置。     

电解锰废渣对玉米植株生长和重金属离子富集的影响

用原子吸收分光光度法分析了玉米根、茎、叶中重金属离子的含量.测定了锰废渣对盆栽玉米植株生长的影响,研究了电解锰废渣中重金属离子在植物体内的富集.结果表明：从株高来说,废渣种植>处理后废渣种植>土壤种植;铁离子的主要富集部位在根,最高富集量为2.347 3×10^-5,镉离子的主要富集部位在叶,最高富集量为3.57×10^-7,铬离子在根茎叶中的含量差不多,最高富集量为3.15×10^-7;废渣种植的玉米籽中重金属离子的含量最高,其中:Mn、Zn、Fe离子的含量非常高,分别达1.0×10^-5,1.6×10^-5,4.0×10^-6;Cr离子的含量高达3.7×10^-7;Cd离子的含量高达4.0×10^-8.     

聚溴甲酚紫修饰丝网印刷电极对重金属铅的检测

建立了基于聚溴甲酚紫修饰丝网印刷电极的循环伏安法检测水体中Pb²⁺的方法，讨论了影响Pb²⁺检测的因素，确立了最佳检测条件：富集时间为120 s、富集电压为-1.2 V,扫速为0.1 V·s^-1。Pb²⁺在BCP/SPE电极上在1.0×10^-7至1.1×10^-4 g·L^-1范围内呈线性关系，线性方程为，I(μA)=0.786c(μg·L^-1)+5.794,R²=0.9984,检出限为1×10^-8g·L^-1。用加标法对四种水样中的Pb²⁺进行了检测，四种样品回收率在91%-110%之间，平均回收率为100.25%。     

长春南湖水生生态系统中浮游动物群落特征

研究了2001～2002年长春南湖生态系统中的浮游动物群落特征． 发现浮游动物94种, 其中51种为轮虫． 浮游动物优势种存在明显的季节变化, 浮游动物的个体数量在夏季和秋季各 出现一次高峰． 浮游动物年净产量为704.45 kJ·m^-2, 年总产量为1 642.50 kJ·m^-2; 全年浮游动物群落的P/B系数为41.4（以年净产量计）或96.4（以年总产量计）． 浮游动物群落对水柱原位浮游植物和浮游细菌的牧食力分别为2.57 kJ·m^-2·h^-1 和1.47 μg C·L^-1·h^-1, 是浮游植物和细菌同期净生产力的51.7%和32.9%．形成浮游动物净生产力的碳量是浮游植物总碳固定的8.2%． 浮游动物群落在一定程度上体现了南湖为温带富营养化湖泊的特征．