698nm窄线宽激光器研究进展

窄线宽激光器在铯原子喷泉钟、光钟以及时间频率传递等方面有着重要的作用。主要介绍中国科学院国家授时中心开展的工作波长为698 nm窄线宽激光器的研究进展。实验中采用两级稳频方法将激光锁到初稳腔和高稳腔。通过第一级稳频,激光线宽为1.1 kHz;目前已初步实现了第二级稳频。通过逐渐优化第二级稳频,可以实现Hz量级线宽激光。     

低漂移外腔半导体激光器驱动电路的设计

针对自制的852nm外腔半导体激光器,设计了一套低漂移的外腔半导体激光器驱动电路。通过恒温控制模块控制激光二极管的温度,高稳恒流源驱动激光二极管,外腔温控电路用于外腔的温度控制,高压恒压源控制外腔中压电陶瓷的长度。阐述了各部分电路的工作原理,并为降低激光器的频率漂移对电路做了优化。测试结果显示,1h内激光器频率漂移降为15MHz。     

基于液晶相位可变延迟器频率调谐外腔半导体激光器

利用液晶相位可变延迟器慢轴折射率随外加电压变化的特性,研制了一台用液晶进行频率调谐的分布反馈(DFB,distributed feedback)外腔半导体激光器。液晶DFB外腔激光器输出激光线宽为475 kHz,液晶电压变化1.6 V(0.5～2.1 V)时,激光频率变化为7 GHz,覆盖了Cs原子D2线的全部饱和吸收谱线。在实现外腔半导体激光器方法中,应用液晶调相较应用压电陶瓷(PZT)改变腔长,其具有调谐电压低,回程误差小,并可以消除机械稳定性差等特点。     

参考腔模式匹配及其在激光稳频中的应用

窄线宽激光器是光钟的核心部件,也是原子光精密测量的关键仪器。利用参考腔的功率反射率和功率透射率与损耗的关系给出了窄线宽激光器系统稳频中腔镜损耗的理论表达式。对腔镜的实际反射率与损耗进行了实验测量和计算。实验结果表明,优化模式匹配效率,可以进一步减小腔镜损耗。更重要的是,腔镜损耗的优化有助于提高稳频的锁定质量。     

基于光纤麦克尔逊干涉仪的激光稳频研究1

光纤不等臂干涉仪是光纤稳频式激光器的重要部分,它使激光频率的波动反映为干涉仪输出的相位扰动,从而利用干涉仪作为参考可以对激光的频率噪声进行抑制。通过对实验中采用的麦克尔逊光纤干涉仪进行研究,经过理论推导和实验测量,结果表明：采用光纤不等臂干涉仪的方法对激光进行稳频,可以使激光低频处的频率噪声得到较大的抑制,并且激光稳频过程中反馈环路的控制带宽主要受限于光纤不等臂干涉仪的时间延迟之差。     

657nm外腔半导体激光器的实现

对一种Littman-Metcalf外腔结构半导体激光器的实现过程作了报道.利用这种结构的光反馈特性,使原来自由运转时波长在660nm附近的半导体激光器在常温下能够调节到657nm附近,并且把激光线宽从原来的30MHz压窄到100kHz左右,连续调节范围大约为10GHz.这种窄线宽的激光器将用在钙原子Ramsey光谱的实验中.     

基于ADF4360-8的锁相环频率合成器的设计与实现

为满足工程需要,设计并实现了一种基于锁相环芯片ADF4360-8的低噪声高稳定度频率合成器.给出了该频率合成器的设计原理、硬件组成、软件设计及其实现方法与流程.重点介绍了一些主要芯片和关键电路.该锁相环频率合成器输出的100 MHz较高频周期信号的峰-峰值达到2.16V,能直接驱动TTL电路.测试结果表明该频率合成器输出的频率信号稳定,噪声低,幅度大.     

利用模式滤波器产生4.77 GHz重复频率飞秒脉冲激光的实验研究

在自制掺铒光纤飞秒锁模激光器的基础上,通过将自由光谱宽度为4.77 GHz的法布里-珀罗腔(F-P腔)模式滤波器的谐振频率点锁定到飞秒激光的一组模式上,实验实现了4.77 GHz高重频飞秒脉冲激光的产生。该实验采用Tilt-Lock方法实现了F-P腔锁定,并获得0.246 mW的模式滤波输出,重复频率与原有飞秒脉冲激光相比提升23倍。     

一种汽泡型铷原子频标伺服电路中的相位稳定性问题

着重讨论了汽泡型铷原子频标伺服电路中T型选频电路和RC移相电路的相位稳定性,分析了它们的附加相移波动影响整机频率稳定度的机理。为改进原子频标的性能,提出了一种用现场可编程门阵列(FPGA)实现对同步检测参考信号进行数字移相的技术。该基于FPGA的伺服电路的温度附加不稳定度为1×10-12/℃。     

铷原子频标微波高次倍频器的分析与设计

设计了一种采用阶跃恢复二极管来实现的、用于被动型铷原子频标的微波高次倍频器。调试结果表明:该倍频器的输入信号频率为90MHz;倍频次数为76;输出信号频率为6 840MHz;输出功率为-18.2dBm;对邻近谐波抑制度为28.75dB。该倍频器接入铷原子频标后,能实现闭环锁定,符合小型化铷原子频标的要求。     

GNSS空间信号质量评估系统接收通道性能测试

GNSS空间信号质量评估系统的接收通道是评估导航信号质量的主要误差源之一。通过分析接收通道特性引起的信号幅度误差、相位失真、频率偏移等现象,研究了接收通道增益平坦度、幅度误差、相位误差、频率偏移、矢量误差幅度、群时延等机理,提出了相应的测试方法,测试结果表明接收通道性能能够满足空间信号质量评估的要求。     

Solar radio filtering algorithm based on improved long short-term memory

The effective observation of burst events in solar radio research has been impeded by various interference signals,especially interference signals with a wide frequency range and high intensity,as they can partially or completely obscure the observation of burst events.Image processing methods that directly remove the interference signal channels and subtract the average of the interference signal channel are not suitable for processing all types of interference signals.This paper proposes the use of a specific kind of recurrent neural networks,called long short-term memory networks,to predict the value of the radio frequency interference signals with high intensity of the burst event in the solar radio spectrum.The predicted interference can then be removed in accordance with the principle that signals can be linearly added.Therefore,predicted value is subtracted from the data containing the burst event signals and the RFI signals(The radio frequency interference signals to be processed in this article refer to the signal of the broadcast signal that can be received in the frequency range,the signal transmitted by the mobile phone,and the signal transmitted by the sea vessel,and the like) to remove the interference.Then,in order to reduce the error caused by the stepwise prediction in the network and further improve the prediction accuracy,this paper analyzes the characteristics of the value of the radio interference and applies the digital mapping method to convert the prediction problem into the classification problem in the time series.The experimental results show that the proposed method can effectively remove the radio interference in the solar spectrum and clearly show the burst events.     

一种可编程逻辑器件在原子钟频率综合电路中的应用

针对被动型铷原子频标电路模块中由三极管等数量众多的分立元件搭建的9倍选频放大模拟电路和种类繁多的集成电路搭建的5.3125 MHz综合器电路,给出了数字化电路解决方案。在此新方案中,通过使用一种复杂可编程逻辑器件对锁相环进行编程控制,可以实现对10 MHz参考信号18倍频的精确控制;同时,利用该复杂可编程逻辑器件内部"虚拟"的集成电路对10MHz参考信号进行分频变换可以得到5.3125MHz信号。实际使用证明,这种设计方案具备易于集成、调试简单的优点,在替换原有模拟倍频、综合器功能电路后,成功实现整机锁定,各项性能指标均达到或优于原有水平,使整机向数字化、小型化迈出重要的一步。     

高动态GPS信号跟踪算法的Simulink实现

基于Matlab/Simul ink软件,设计实现了高动态GPS接收机的数字中频信号处理模块的仿真模型.模型可实现中频信号的跟踪和解调.给出了模拟信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行.模块可以为各种新的高动态GPS信号的跟踪算法的研究设计提供一个可视化平台.     

CMMB信号抗多径性能的分析与仿真

从CMMB（中国移动多媒体广播）体系结构入手,研究了CMMB信号抗多径性能。以信号中有、无循环前缀（CP）为例给出了抗多径性能的详细推导,通过Matlab 7．1对该系统在典型动态多径信道情况下的性能进行了仿真。结果表明：该系统有很强的抗多径能力,在信噪比为30dB时接收CMMB信号与接收普通OFDM（正交频分复用）信号相比,误码率有2个量级的改善,有利于提高导航定位的精度。     

光纤时间频率传输数字相位补偿方法

为提高光纤时间频率传输的精度,提出了数字移相补偿方法。该方法采用单片机量化发送端和接收端射频信号的相位差,然后再控制数字移相器调整发送端射频信号相位,使二者相位趋于一致,实现传输光纤引起相位变化的前置补偿,从而提高时间频率传输精度。实验表明,该系统可将发射端信号和接收端信号的相位差减少到5似内。     

Vondrak滤波方法在软件接收机卫星双向时间传递中的应用

基于软件接收机的卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer based on Software Defined Receiver, SDR-TWSTFT)链路每秒采集测量数据后通过数学模型将原始数据拟合为300 s一组的观测文件,因此链路的时间传递结果受短期测量噪声和非模型误差的影响,呈现出一定的随机噪声的特征.提出了一种频域幅值分析方法,针对性地确定滤波因子,构造符合需求的低通Vondrak滤波器.通过对中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)和德国联邦物理技术研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB)之间的SDR-TWSTFT链路测量数据的分析发现,该方法对过滤链路平均时间一天内的高频噪声有效,能够提高链路时间传递结果的可信度,同时滤波后链路的短期频率、时间稳定度也有了显著提高.     

基于MSP430F149的频率计设计

设计了一种以超低功耗单片机MSP430F149为控制器,以高速的CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现32位计数的频率计。在设计中应用单片机的数学运算和控制功能,实现了测量时间闸门的自动选择,频率和周期的统一处理。此外,利用MSP430F149内部的高速模拟比较器,实现了对正弦波小信号的预处理,使得该频率计能够在较宽的频率范围和幅度范围内进行测量。     

基于ARM＋FPGA的IRIG-B码产生器的研制

本设计中采用ARM芯片作为主控芯片,FPGA芯片作为主功能芯片,使用C和Verilog语言编程。通过软件控制生成IRIG-B（DC）码信号,由分频1PPS信号和外部标准1PPS信号锁相同步保证时标信号的同步,在产生DC码后采用基于FPGA内部ROM数字查找表技术实现AC码的数字调制。整体方案设计简单,应用方便。