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.     

利用窄线宽激光测量锶原子束速率分布

利用多普勒频移效应,通过线宽2MHz窄线宽激光与锶原子束在大角度作用下的荧光信号分析,测量了锶原子束速率分布。比较和分析表明,理论结果与实验结果符合较好。     

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。     

锶原子光钟磁光阱磁场及其控制电路设计

由于锶原子光钟两级冷却对磁光阱磁场有不同的要求,为减少磁场转换时原子的逃逸,需在短时间内以一定的时序控制变换磁场。对反赫姆霍兹线圈设计的一般理论进行了讨论,为锶原子光钟的两级冷却设计了相应的磁场,并制作了转换磁场的发生控制装置。该装置主要包括控制电路、保护电路2部分。测量得到通过线圈的电流受控于输入信号,符合实验要求。     

新型原子钟发展现状

结合我国全球卫星导航定位系统的建设和发展需求,介绍了不同类型的新型原子钟研究现状与发展趋势,并简要给出了发展我国原子钟研究的讨论性意见。     

氢钟守时应用

通过对氢钟时差测量数据的二次差分,获得频率漂移的准确量值后对氢钟时差测量数据进行修正,经过频率漂移修正后的氢钟数据在保持其良好短稳特性的基础上长稳性能得到了较大提升,达到或超过性能中上的高性能管的商品铯钟5071A的常稳指标,这种处理方法能提高守时氢钟对时间实验室所保持的时间尺度的贡献。     

时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响

分析了物理量测量中时间频率量的特点，主要有：时间的流逝性；其基准是自然基准；时间和频率既密切相关又有区别；时间频率具有最高的测量精细度(分辨率)与准确度；其计量标准可通过电磁波发播；其测量精确度与测量时间有关。另外，从基准、守时、授时、时间频率设备的研制、生产和队伍建设等方面阐发了这些特点对时间频率系统建设的影响。     

光钟与氢钟联合的时间尺度算法研究

光钟的频率稳定度和不确定度达到了10^-18量级, 使其有望成为下一代的时间频率标准, 并可能用来重新定义国际单位“秒”. 时间尺度作为准确、连续标记时间流逝过程的基准, 是高精度时间产生的基础. 时间尺度的产生需要依赖连续稳定运行的原子钟, 而光钟作为实验室原型设备, 一般不能连续运行, 因此光钟参与时间尺度计算是个难点问题. 提出将Vondrak-Cepek组合滤波算法应用在光钟与氢钟联合计算的时间尺度, 以解决间歇运行的光钟参与时间尺度计算的难点问题. 首先利用氢钟的时差数据, 采用ALGOS算法计算获得连续稳定的氢钟时间尺度. 其次利用Vondrak-Cepek组合滤波算法将氢钟时间尺度与光钟的数据综合, 获得光钟参与计算的联合时间尺度. 最终试验结果证明, Vondrak-Cepek组合滤波算法有效提升光钟与氢钟联合时间尺度的性能,该时间尺度与协调世界时(Coordinated Universal Time, UTC)的时间偏差达到亚纳秒量级.     

50 m 射电望远镜的时间标准问题的讨论

定量分析了原子钟的时间频率特性产生的守时时差,估算了原子时频标准的守时时差对有关物理量测量所产生的影响．给出了现代实用型原子钟的性能指标比较表,和用现代无线电手段传递、比对时频标准信号达到的指标．论述了高精度时间频率标准在大地、深空间探测、VLBI及毫秒脉冲星计时应用测量中的重要地位、作用．阐述了50 m射电望远镜的科学目标、“嫦娥”1号探月卫星任务对时间标准提出的高精度要求和选用原则．为了实现其科学目标和任务,必须建设与其研究目标相适宜的、标准尽可能高的原子时频标准,才能获得高质量的数据信息和高效能的研究成果．并对建设怎样的时间标准等问题进行讨论和提出具体建议．     

基于LabwindowsCVI的外腔半导体激光器数字稳频系统设计

为抑制外腔半导体激光器频率漂移,提高频率稳定性,提出一种数字稳频方法。该方法采用数据采集卡,基于LabwindowsCVI语言实现数字锁相放大模块获得稳频误差信号,通过此信号控制压电陶瓷电压,将852 nm外腔半导体激光器的频率锁在铯原子谱线上,实现20 s频率稳定度8.7×10-11。该数字稳频方法降低了人力成本,易升级和修改,具有移植性好和用户界面友好等优点。     

Research on the Method of Noise Error Estimation of Atomic Clockstwo

The simulation methods of different kinds of noises of atomic clocks are given. The frequency flicker noise of atomic clocks is studied by using the Markov process theory. The method for estimating the maximum interval error of the frequency white noise is studied by using the Wiener process theory. Based on the operation of 9 cesium atomic clocks in the laboratory of time and frequency primary standards of NTSC (National Time Service Center), the noise factors of power-law spectrum models are estimated, and the simulations are carried out according to the corresponding noise models. Finally, the maximum interval error estimates of the frequency white noises generated by the 9 cesium atomic clocks are acquired.     

毫秒脉冲星定时研究进展

毫秒脉冲星守时的理论和方法研究己取得重要进展,利用现有2颗毫秒脉冲星约10yr的计时观测资料分析得到的 TAI-PT,其长期稳定度为 2×10－14。采用合适的长期稳定度算法,由多颗毫秒脉冲星计时观测可以建立综合脉冲星时间尺度。它可以成为与原子时系统比较的重要手段,并对原子时长期稳定度的改进做出贡献。介绍了该领域研究的基本状况,重点对毫秒脉冲星守时的理论方法,综合脉冲星时间及与原子时的关系等进行了讨论和评述。对由双星系统内毫秒脉冲星的轨道运动定义的双星脉冲星时也做了介绍。