光抽运铯原子束频标的二级多普勒频移研究

结合光抽运铯束频标的具体结构,论证了用余弦傅里叶逆变换的方法推导原子速度分布的可行性;用该理论对实验系统测量的Ramsey花样进行了分析,得到铯束管中有效原子真实的速度分布,该速度分布与铯束管的具体结构对速度的要求相一致;通过速度分布精确计算了影响光抽运铯束频标准确度的重要因素——二级多普勒频移,其大小为-3．5×10-13。     

光抽运铯束频率标准中散射光光频移的测量

介绍了光抽运铯束管的光频移测量的原理和结果，并对结果进行了简要的分析，估算了射入Ramsey腔的相应光强。产生散射光光频移的原因是抽运光和检测光通过漫反射进入微波腔的漂移区与铯原子相互作用所致。     

长期连续工作的光抽运铯束频标激光系统

长期连续工作的轻便激光系统是实现实用的光抽运铯束频标的关键。本文作者研制的半导体激光系统采用了单片机数字辅助锁定和计算机控制技术成功地实现了激光频率的自动锁定和长期连续工作。两套激光系统分别工作在抽运跃迁频率和检测跃迁频率上,与小型密封铯束管及频标电路共同组装成一台光抽运铯束频标。这台频标已经正常连续工作了两年多。技术指标达到原HP5061小铯钟的水平。据知,这是我国第一台能够长期连续工作的光抽运小铯钟,也是世界上第一台连续工作两年多的光抽运小铯钟。     

铯原子喷泉频标的相对论频移

详细分析了铯原子喷泉频标的相对论频移机制,其中包括频标内部的二级多普勒频移和重力频移,以及与频标位置有关的重力领移。导出了频移的计算公式,估算了频移的大小并讨论了它们对铯原子喷泉频标准确度的影响。