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.     

脉冲微波式氢原子钟初期电路设计

上海天文台时间频率研究室以原有被动型氢钟物理部分为基础,开展了脉冲微波式氢原子钟的研究。设计电路产生2个相干微波脉冲,连续激励氢原子跃迁,模拟双腔共振,使氢原子发生Ramsey干涉,压缩氢原子跃迁谱线宽度,以期提高氢原子钟短期稳定度指标。具体做法为:用DDS产生扫频电路,混频生成1.420 405 GHz激励信号后,再用CPLD产生脉冲时序控制数字衰减器,将激励信号衰减为脉冲形式,激励氢原子发生Ramsey干涉,导出微波信号并进行相关处理就可以产生Ramsey条纹。已观测到Ramsey干涉条纹,其中心峰宽度为1.2 Hz,相比传统被动型氢原子钟压缩了60%。     

太阳光谱望远镜仪器轮廓的测定

报告了太阳光谱望远镜的仪器轮廓的测定方法,用He-Ne单膜激光器测定仪器轮廓,得到半宽为0.049,轮廓对称,理论计算仪器轮廓半宽为0.043,说明仪器设计制造和光学调整是成功的。     

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。     

用于太阳视频矢量磁象仪和视频多普勒仪的双折射滤光器的新双带方案

本文分析了用于太阳视频矢量磁象仪和视频多普勒仪的Ramsey双带方案的优缺点,提出了新的双带方案:将滤光器中次厚级放在最前部,以代替原Ramsey方案中最厚级放于最前部的结构。详细计算表明,新双带方案优于传统的单带方案,传统的单带方案优于Ramsey双带方案。在相同磁场条件下,它们的总体信噪比是0.963:～0.800:0.578。新方案可能对新的空间视频矢量磁象仪和新建的地面系统有重要价值,也可按此改进已有的地基视频矢量磁象仪系统。     

主动光学─新一代大望远镜的关键技术

对主动光学技术在现代天文光学望远镜中的作用和工作原理作了较全面的介绍和评论。结合作者近十年的工作对薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术的各个关键部分,如波前检测、波前拟合、校正力的确定、共焦和共面的检测作了较详细且深入的讨论和评述．也介绍了我国目前正在研制的同时采用薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术的大天区面积多目标光纤光谱望远镜的主动光学系统。     

主动光学—新一代大望远镜的关键技术

对主动光学技术在现代天文光学望远镜中的作用和工作原理作了较全面的介绍和评化,结合作者近十年的工作对薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术的各个关键部分,如波前检测,波前拟合,校正力的确定,共焦和共同的检测作了较详细且深入的讨论和评述,也介绍了我国目前正在研制的同时采用薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术的大天区面积多目标光纤光镜望远镜的主动光学系统。     

关于类星体红移分布周期性的讨论

文［１］提出，类星体红移分布周期性可能由两点因素造成：首先是主要谱线固有波长呈周期性；其次是光学窗口对谱线红移范围的限制．本文赞同上述第二论点，同时论证了上述第一论点不能成立．此外，该文在处理方法上也有一些不当之处．本文屏弃上述第一论点，仅从第二论点出发，应用概率分析方法，得到类星体相对观测几率－红移分布．此分布与部分观测结果符合较好，大致可解释类星体红移周期分布现象．     

有射电子源结构类星体的统计分析 Ⅱ.绝对视星等、绝对射电星等和色指数差Q与子源线距的关系以及有关的演化特征

本文在第I部分的基础上,继续用类星体射电子源线距D进行“标准烛光”分类,经过统计分析,得到了子源角径最大的一类类星体的一些统计规律:它的视星等与红移之间,它的绝对星等、单频射电光度、积分射电光度和色指数差Q与D之间有很好的相关性等.由此得到下列有关有子源类星体演化性质的推论:1.随着子源间距D的增大,光学光度下降:dM_v/d_D=10.~m6/MPC.2.随着子源间线距D的增大,射电光度下降.dM_(408-5000)/dD=9.~m04/MPC.3.随着子源间线距D的增大,色指数差Q下降.dQ/dD=-1.~m55/MPC.4.在演化过程中,射电谱型,即谱指数基本保持不变.5.光学辐射主要是非热致的.但随着演化,热致辐射的成分渐渐增多.6.根据光学光度、射电光度以及色指数差Q三种物理量所估计的类星体的演化时标基本一致,大约是1.6×10~7年.7.这些性质和类星体最后演化为星系的总观点不矛盾.8.子源线距D与距离间没有明显的统计相关,即没有迹象表明类星体是在同一个时代产生的,这是大爆炸宇宙学所不能解释的.     

三能级Tonks-Girardeau气体的Ramsey干涉的研究

采用Ramsey分离振荡场方法,研究了紧束缚一维强相互作用的超冷玻色气体在Tonks-Girardeau区的Ramsey干涉。在等失谐情况下,干涉条纹宽度随着原子与分离场作用时间和拉比(Rabi)频率的增大而变窄。对量子投影噪声的研究表明,相比二能级Tonks-Girardeau气体,对于三能级模型,通过控制原子总数和调节外场可以降低量子噪声,有效地减少噪声对Tonks-Girardeau气体系统的干扰。原子干涉的探索对提高量子频率标准的精度具有重要理论指导意义。     

上海天文台大铯钟的研究与现状

本文介绍了上海天文台长铯束管束光学系统改进扫得的７条拉比台跃迁曲线和７条莱姆塞跃过曲线及连续开机四个月得到的数据．     

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。     

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。     

Sr原子电磁感应透明效应相关理论研究

从理论上研究了Sr原子系统中电磁感应透明（EIT）效应及其伴随的Kerr非线性效应。计算表明,将一级冷却得到的Sr冷原子粘团作为光场与原子相互作用的EIT介质,用较弱的耦合光可以得到一个非常窄的EIT窗口和较强的Kerr非线性效应。该研究结果为实现689nm激光器的线宽压窄及应用EIT效应进行。Sr玻色子冷原子光钟研究提供了理论参考。     

非合作目标分光路激光测距中距离值的确定方法

摘要：卫星激光测距是目前空间大地测量的主要手段之一,在地球动力学和大地测量学等领域有广泛的应用。云南天文台即将开展非合作目标分光路激光测距试验,即激光接收和发射光路系统分别由相邻较近的两台望远镜完成。针对分光路非合作目标激光测距系统,提出了一种非合作目标分光路激光测距中测距值的确定方法,并给出了相应的计算公式,为分光路激光测距数据处理提供参考。     

Numerical simulation of time delay interferometry for TAIJI and new LISA

The success of LISA Pathfinder in demonstrating the LISA drag-free requirement paved the way for using space interferometers to detect low-frequency and middle-frequency gravitational waves(GWs). The TAIJI GW mission and the new LISA GW mission propose using an arm length of 3 Gm(1 Gm = 10~6 km) and an arm length of 2.5 Gm respectively. For a space laser-interferometric GW antenna,due to astrodynamical orbit variation, time delay interferometry(TDI) is needed to achieve nearly equivalent equal-arms for suppressing the laser frequency noise below the level of optical path noise, acceleration noise, etc in order to attain the requisite sensitivity. In this paper, we simulate TDI numerically for the TAIJI mission and the new LISA mission. To do this, we work out a set of 2200-day(6-year) optimized science orbits for each mission starting on 2028 March 22 using the CGC 2.7.1 ephemeris framework. Then we use the numerical method to calculate the residual optical path differences of the first-generation TDI configurations and the selected second-generation TDI configurations. The resulting optical path differences of the second-generation TDI configurations calculated for TAIJI, new LISA and eLISA are well below their respective requirements for laser frequency noise cancelation. However, for the first-generation TDI configurations, the original requirements need to be relaxed by 3 to 30 fold to be satisfied. For TAIJI and the new LISA, about one order of magnitude relaxation would be good and recommended; this could be borne on the laser stability requirement in view of recent progress in laser stability, or the GW detection sensitivities of the second-generation TDIs have to be used in the diagnosis of the observed data instead of the commonly used X, Y and Z TDIs.     

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。     

DFB半导体激光抽运铷原子频标

在传统铷原子频标的基础上,利用一台780 nm的DFB半导体激光器代替铷光谱灯作为抽运光源,将激光的频率锁定在87Rb原子的循环跃迁线(52S1/2,F=2→52P3/2,F=3)上,实现了微波铷原子频标的闭环锁定,初步获得的短期稳定度指标为3.7×10-12τ-1/2(1~100 s)。     

New consideration of atmospheric refraction in laser ranging data

In this paper we reconsider the formulae of tropospheric refraction correction for the Satellite Laser Range technique. From the expansion of the complementary error function, a new continued fraction form of the mapping function at optical frequencies is derived. The correction terms related to the operation frequency of the laser beam are considered in both the zenith delay and the mapping function. The correction for low-elevation satellites is briefly reviewed. The theoretical accuracy of the new mapping function has been analysed via the ray tracing integrals under the standard atmospheric profile. With respect to the radiosonde data, the deviations of the new mapping function are investigated in an elevation range down to near 1°, which is comparable with the results of the Marini–Murray formulae .