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     

铷原子频标调频电路的研究

分析了影响铷原子频标温度系数的主要因素，指出铷频标的整机温度系数主要取决于调相电路。     

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。     

一种改进的程序分频器

对铷频标中的频率合成器内的程序分频器进行了设计，并介绍了改进后的程序分频器。实验结果表明，该程序分频器用于铷频标的频综器中性能指标满足要求。     

铷频标中制作吸收泡的一种新方法

提出了利用微波慢波结构的铷频标制作吸收泡的一种新方法,不仅可以加强铷原子与微波场的相互作用,提高0-0跃迁谱线的信噪比,将改善铷频标的稳定度,还可以增强吸收泡的机械强度,提高合格率,特别对在真空下工作的铷频标更为有利。     

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。     

控温方式对甲烷自扩散和局部结构影响 的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法,通过设置两种控温方式(Andersen和Berendsen),研究了甲烷在较宽温度和压力范围的分子自扩散系数和配位数.结果表明,采用Andersen控温方式得到的甲烷自扩散系数与文献实验值相差甚远,而以Berendsen控温方式得到的甲烷自扩散系数与文献实验值较吻合,并且两种控温方式得到的甲烷平均配位数相差较小.因此,应采用Berendsen控温方式对甲烷的自扩散行为进行分子动力学模拟研究.     

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。     

用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计

半导体激光频标的核心是半导体激光器,其输出激光的线宽与稳定性是影响频标性能指标的重要因素之一。半导体激光器对工作温度很敏感,需要有恒定温度保证半导体激光器工作稳定。本文在借鉴常用的一些温控电路的基础上,给出了一种实用的控制精度较高的温控电路设计,实现了对激光器工作温度的控制。并对整个电路做出了实验仿真和测试,系统控温精度达到0.01℃。     

780nm 反常色散滤光器传输特性的分析

考虑到铷原子５Ｓ１／２→５Ｐ３／２跃迁谱线（７８０ｎｍ）的超精细结构,采用光反馈原子气体再色散技术,对铷原子气体的法拉第反常色散滤光器的透过率及通频带宽等进行了理论分析。     

利用薄原子汽室对CPT原子钟激光器的稳频

基于相干布局囚禁（CPT）原子钟系统体积小的要求,设计加工了300μm厚的薄铷原子汽室.本文采用薄原子汽室,利用饱和吸收稳频方法实现了对激光器的频率锁定.闭环后激光器的频率稳定度在100s内为10-12量级,完全可以满足CPT原子钟对光源的要求.     

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。     

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.     

新型铷原子滤光器斯塔克频移研究

首次报道了对新型铷775.9nm斯塔克型主动式原子滤光器中心波长的电场调频的实验研究。设计了抑制高压放电的双层结构的原子汽室,实验方案采用了双光子吸收谱观测及声光移频定标技术,当外加电场强度为11kV/cm时,频移约为50MHz。还进行了实验值与理论值的比较和分析。     

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.     

单畴铁磁粒子磁化强度弛豫时间的探讨

考虑到原子作非简谐振动,求出外磁场中单畴粒子的自由能和弛豫时间的表达式,讨论了阻尼系数和温度对粒子磁化强度弛豫时间的影响．结果表明：原子的非简谐振动会影响单畴铁磁粒子的自由能,但是不会影响弛豫时间．总的讲,弛豫时间随阻尼系数增大而增大,阻尼系数较小或中间变化范围时,温度的影响较小;而阻尼系数较大时,温度的影响较大;给定阻尼条件下,温度较低时弛豫时间较大．     

基于ADN8831的温度控制系统在激光器中的应用

对于温度匹配KTP晶体的Nd:YAG/KTP倍频激光器,需要精确控制KTP温度,使其达到最佳工作条件.传统的模拟控温系统只实现了单向加热或制冷控温系统,基于ADN8831的温控电路利用NTC负温度系数的热敏电阻采集温度信号,对信号进行分析处理,控制热电制冷器制冷或产生热量,从而达到双向控制KTP温度的目的.在实际应用中...     

基于铷饱和吸收光谱分析谱线频移的频率标尺

针对示波器接受光电信号时,横坐标显示的是扫描时间,不能直接分析信号频移量的问题,设计了铷原子的饱和吸收光谱实验,并在示波器上同步接收法布里-珀罗腔的干涉条纹和铷原子D2线的饱和吸收谱线信号.利用实验上观测到的87 Rb D2线F=2的6个饱和吸收峰和已知的铷原子超精细能级结构确定频率标尺,计算了85 Rb D2线吸收峰之间的频率差及法布里-珀罗干涉条纹的自由光谱范围.结果表明,实验上确定的频率标尺与理论相符,饱和吸收光谱可用于标定基态到激发态跃迁谱线的频移量,而通过饱和吸收光谱计算得到的自由光谱范围则可作为激发态能级跃迁的频率标尺,分析激发态能级跃迁的频移.     

机械泵驱动两相冷却系统工作点温度控制

对系统的控温原理和主要方法进行理论阐述,从而确定采用对储液器温度的主动式控温方法实现对蒸发段工作温度的控制思路.提出"回路直接冷却"和"半导体制冷片--系统回路协同工作"这2种储液器温度控制方法,并且对其控温精度和降温速度等技术进行实验研究.结果表明,改进前,采用"冷回路"向储液器漏热并结合加热器实现温度控制的设计方案控温精度仅为±0.4℃,且在需要快速降低蒸发段工作温度时较难实现;改进后,采用半导体制冷片同系统管路协同运行的方法不仅可控性大大增加,而且降温速度从原来的0.12℃/min提高到0.36℃/min.在模拟外太空边界温度波动幅度的条件下,改进前、后温度控制方法蒸发段的控制精度分别为±0.4℃和±0.1℃,从而克服了该类系统在工作温度控制中降温速度慢、控温精度低的缺点,并可推广到热管、毛细泵驱动回路等类似的航空航天两相冷却系统中.     

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．