相干布居囚禁原子钟技术及其进展

分析了相干布居囚禁现象的基本原理,介绍了基于相干布居囚禁现象实现的两种原子钟实验装置的原理和结构,分析了各自的特点,并介绍了它们的研究进展以及应用前景。     

相干布居囚禁现象用于原子频标

在Λ型三能级原子系统模型的基础上,采用半经典的密度矩阵方法分析了87Rb气体的相干布居囚禁现象。数值模拟结果显示,当两束相干激光频率差等于87Rb原子的两个基态超精细结构子能级频率差时,87Rb气体具有相干暗线和相干微波辐射的特性。它们可以作为相干布居囚禁原子频标的鉴频物理基础。最后简要分析了两种相干布居囚禁原子频标的各自特点和实验装置结构。     

铷原子频标小型化发展现状

铷原子频标使用最广泛,小型化是其最重要的发展趋势。微波腔小型化、电子线路数字化以及附加特殊功能是铷原子频标小型化的主要技术手段。相干布居囚禁(CPT)频标是一种可以做到芯片级的新型原子频标。目前相干布居囚禁频标的技术方案有:传统方案,物理系统采用MEMS(micro-electro-mechanical system)[0]技术的方案和整机采用MEMS[0]技术的方案。实现小型化后的原子频标将会迎来蓬勃发展的前景。     

温度对POP Rb原子钟性能影响的研究

从温度对缓冲气体碰撞频移和弛豫率的影响出发,对充有Ar和N2这2种缓冲气体的POP(pulsed optically pumped,脉冲激光抽运)汽泡式铷原子钟的温度特性进行了理论和实验研究。研究表明,Ar与N2的气压比为1.6时,60℃的线性温度系数为0;不同温度时,布居数差弛豫率1和相干弛豫率2各不相同,若1 2,则POP铷原子钟Ramsey条纹包络在微波场与原子跃迁失谐为0附近为凹陷,信噪比较差,反之,为凸起,信噪比较高。研究结果对设计POP原子钟的缓冲气体气压比和工作温度,以及提高POP原子钟的中长期稳定度有一定借鉴作用。     

被动型氢钟流量变化对长期频率稳定度的影响分析

为提高系统的长期频率稳定度(它是被动型氢钟的一个重要指标),设计了一种实验,用以分析在不同微波腔谐振频率下,氢气流量变化对输出频率的影响。通过实验发现微波腔的控制电压存在一个调谐点,在调谐点附近,流量变化对输出频率的影响变小。但是对于单频系统,如何将微波腔锁定在调谐点附近以及如何减小流量的影响和提高系统的长期频率稳定度还需要进一步探索。     

自适应Kalman滤波用于实时求解原子钟运行参数

实时准确掌握原子钟运行情况,对卫星导航和守时工作来说有着重要意义.针对标准Kalman滤波实时求解原子钟运行参数存在的问题,提出了运用基于预报残差的自适应Kalman滤波模型实时求解钟参数.该模型在标准Kalman滤波模型基础上,构造了一个自适应因子,使得当原子钟在调频或调相后能较快地给出准确可靠的运行参数估值.最后结合导航和守时工作的3个算例,验证了该方法的有效性.     

Real-time Solution of Atomic Clock Operating Parameters Based on Adaptive Kalman Filtering

The real-tine and accurate knowledge of the operation of an atomic clock is of great significance to satellite navigation and time keeping. In the light of the problems which exist in the real-time solution of the atomic clock operating parameters by means of the standard Kalman filtering, the method for applying the adaptive Kalman filtering model based on the prediction residual to the real-time solution of the clock parameters is proposed. An adaptive factor is constructed by the model based on the standard Kalman filtering model so that the accurate and reliable estimates of the operating parameters may be given rather fast after the frequency modulation or phase modulation of the atomic clock. Finally, in combination with the 3 computational examples of the work on the navigation and time keeping, the effectiveness of the method is verified.     

云南天文台激光测距系统激光特性参数的测量分析

通过激光光腰位置能量分布测量，在已知激光发散角的情况下，直接计算得到光腰半径、光束质量因子等重要参数，更加深入的分析了云台激光束情况，对于测距时激光发散角的控制具有重要意义。从激光能量分布的测量结果看，可把激光的最小发散角压缩到1“，达到大气视宁度水平，从而提高系统的极限测距能力。     

地球自转参数和时号改正数

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