一种实用的守时商品铯钟

为解决我国自己研制的商品铯钟寿命短、至今不能投入实际使用的问题,本文提出用场效应管高阻放大器代替铯束管中使用的电子倍增器、用动态型六极束管代替密封型二极束管的解决办法。采用此方案后,预期可得到主要技术指标与现行商品铯钟相近、但其具有较长寿命、尤其适用于守时的商品铯钟。     

微波锁相固态激励源

本文主要介绍应我台大铯钟改进和提高的要求而研制的微波锁相固态激励源的基本原理。电路实施和整机测试原理、结果以及实际应用在大铯钟上取得良好结果情况.     

日本原子频标考察纪实(摘要)

1990年9月10日至19日,笔者访问了日本东京和京都两地的通信综合研究所(CRL)、日本计量研究所(NRLM)、日本国立天文台(NAO)、京都大学四个单位。考察的主要内容是:铯束频率基准、氢脉泽、光抽运铯束频标、离子储存、毫秒级脉冲星、原子时建立和保持以及时间频率发播。文章详细介绍了CRL的研究状况和NRLM铯束频标的新进展、NRLM守时自动化数据采集系统及离子贮存实验。     

原子时尺度分析研究

守时型原子钟主要包括氢原子钟和铯原子钟,为进一步探究不同类型守时原子钟计算时间尺度相关性能,本文开展全氢钟及氢铯联合时间尺度研究。首先依据国际权度局(Bureau International des Poids et Mesures, BIPM)发布的d公报将氢原子钟进行分类,针对分类结果分别运用原子时尺度理论方法计算全氢钟时间尺度,并给出分析结果。随后计算全铯钟时间尺度,并分析探究两种不同的氢铯联合钟组时间尺度。结果表明,基于频率漂移量较小的氢钟组形成的时间尺度波动范围小,且稳定度优于频率漂移量较大的氢钟组形成的时间尺度。氢铯联合形成的时间尺度稳定度优于全铯钟时间尺度,不同的氢铯联合钟组计算得到的时间尺度结果相近。     

铯原子频标中铯束管的噪声分析

本文分析了铯原子频标中铯束管噪声产生的原因.探索了它的物理机制。对铯束噪声的测量表明,在无其它因素影响的情况下,铯束噪声值与理论计算的散弹噪声值符合得较好.提出了降低非散弹噪声的措施和要求。改进后的铯束管的噪声值约是未改进的铯束管噪声值的1/3,给出了它们的噪声谱的比较.     

以原子喷泉为基础的新型铯原子钟的研究进展

原子频标的准确度是计量的基础,目前最好的频标是铯束频标。由于腔相移等因素的制约,进一步提高铯频标的准确度遇到了困难。近年来国际上已开始研究一种新型频率基准——铯原子喷泉频标,它克服了传统的铯束频标中的腔相移问题,准确度已达到10~(-15),稳定度可达     

HP5071A铯原子钟内部工作参数的监视与分析

基于对 1 997年上半年购进的 6台HP50 71A铯原子钟的内部工作参数的监视结果 ,分析了 3台铯原子钟 (Cs0 8、Cs1 1和Cs1 6 )从开始运行到铯束管寿命结束期间内部参数的变化趋势 ,以及铯束管在寿命将要到期期间性能的变化情况。对铯原子钟内部工作参数的长期观察与分析 ,有助于对铯原子钟进行更好的维护和使用     

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。     

CSAO时间频率基准升级改造——六台新铯钟(HP5071A)运转良好

铯钟是1967年第13届国际计量大会决定采用的时间频率基准,它的发展非常快。从70年代开始,世界上大部分时间频率实验室用铯钟守时。90年代初,美国 HP 公司研制新一代的 HP5071A铯钟,它的性能比 HP5061高一个数量级。作为国家授时中心的陕西天文台,从1980年起,先后引进11台 HP5061铯钟,1997年4月又引进6台 HP5071A(优质管)铯钟。到货后,陕台二室成立以     

法国的频标研制简况

法国集中力量开展了光频标和氢脉泽的研制工作,重点放在潜力很大的光频标上。交谈中从国际时间局(BIH)主席Guinot到频标实验室的研究人员普遍认为到本世记末铯钟仍然是国际通用的时间频率标准,然而他们在自己是否需要研制大铯钟这个问题上一直比较犹豫,没有做大铯钟的计划。各时间工作的天文台均采用美HP5061A商品型小     

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。     

铯束频标束光学系统的改进

本描述了上海天台长铯束管束光学系统的改进情况，得出了选态磁头的长度、磁场强度、磁场梯度和选态磁头到铯炉及检测器间的距离，以及从选态磁头至中央狭缝间距离的参数值。     

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。     

1998～2001年国家授时中心(NTSC)铯原子钟运转情况

主要介绍了用于保持中国科学院国家授时中心 (原陕西天文台 )时间尺度的 6台铯原子钟 (代号分别为 :Cs0 7、Cs0 8、Cs1 1、Cs1 6、Cs1 7、Cs1 8)的运行情况。 6台铯原子钟自 1 997年下半年正式给BIPM (国际权度局 )提供数据 ,参加国际原子时(TAI)计算至今已达 5年之久 ,在此期间 ,除Cs1 8因铯束管故障在 1 999年返回美国检修外 ,其它 5台钟运行情况良好。详细介绍、分析每台钟在 1 998～ 2 0 0 1年期间的整体特性、不同采样间隔下的稳定度比较、速率漂移以及它们在TAI系统中的取权情况。通过分析比较 ,使我们对每台钟的运行情况作出恰如其分的评价 ,以便更好地利用国家授时中心的钟资源 ,做好守时和授时工作。     

上海天文台实验室型铯束频标研制的新进展

本介绍了上海天台实验室型铯束频标的改进工作，主要有：采用单根波构成的低Q的U型微波腔取代原来九段波导组合的腔结构；把能态选举器由电磁铁改为永久磁铁；新研制了铯炉准直器和检测器；改善了导轨的支撑结构；调整了C场结构；改善了束管的真空状况；改进了装调和测试方法；研制了脉冲测速装置。同时，章也给出了改进后铯束频标的初步测试结果，小时稳定度由6×10^－13提高到3×10^-13，准确度由2×10^-12提高到6.5×10^-13。其他指标也都相应有所改善。     

西德物理技术研究院时频工作近况

本文根据有关资料从四个方面概述了西德物理技术研究院(PTB)时频研究与服务力面工作近况。主要内容有:一、介绍 PTB 一级铯束时间频率标准的主要特性及该标准与 NBS 和 NRC 的相位标准比较;C_S1性能的反常变化;PTB 在 C_S1达到1×10~(-13)不确定度之后为减少铯束频率基准不确定度所做的努力;二、介绍该所近年在高精度激光频标的研制中,碘稳频氦氖激光器与氩离子激光器的研究进展情形;三、在关于原子钟性能方面,主要介绍该所对原子钟季节性速率变化的研究结果。他们认为,这一变化是由季节性大气湿度变化引起的;四、简要介绍了该所近年来的时间服务工作情形。     

一种基于小波变换的氢铯联合守时算法研究

氢铯联合守时方法主要是研究两类性能不同的原子钟的有效组合而产生稳定的时间尺度.基于此,研究了一种联合守时算法,取得了初步结果.算法首先通过铯原子钟建立参考时间尺度,用于估计氢原子钟的速率和频率漂移;其次,利用小波多尺度分解的方法降低氢原子钟钟差多种噪声的影响;最后,利用氢原子钟的可预测性能,建立由氢原子钟产生的时间尺度.此算法的优点在于产生的时间尺度充分利用了氢原子钟的短期稳定度、氢原子钟的可预测性能并考虑了测量钟差带来的多种噪声的影响,是一种优化的原子时尺度算法.     

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。     

新的六极型铯束管

本文简略介绍了一种新的六极型铯束管的结构和性能。新就新在它不用电子倍增器,而是采用高阻放大器(计置院研制),这就在我国首次成功地解决了铯束管长寿命工作中的一个关键问题.束光学用“点源”“点靶”轴对称地配置获得了如下的电参数:Ramseg 谐振信号:9×10~(-12)ARamseg 谐振线宽:190Hz信噪比(平均时间1秒):583铯炉工作温度(℃):95与中国计量科学院研制的线路配合,获得了如下的整机参数:频率稳定度:δg(τ=1h)=1.9×10~(11)/τ~(1/2)[δy(τ=1h)=3.3×10~(-13)]频率准确度:±7×10~(-12)(数据尚不充分)今后再做适当的改进.不难将稳定度提高到1～2×10~(-13)/h,它完全有希望成为我们国产的能长期(1年以上)连续运行的高性能的铯束频标。在国际上,六极型的铯束装置在联邦德国物理技术研究院(PTB)得到了极其成功的应用,该实验室已完成了准确度高达1～2×10~(-14)作用区短到0.8米的铯束频率基准,苏联和日本也研制成功了类似的装置。     

氢钟和铯钟联合守时初探

氢钟和铯钟作为两种不同类型的频标,从统计角度上来说,它们在短期和长期频率稳定度方面的表现为时间频率领域中的学者们共识．随着技术的改进氢钟近年来在长稳方面有所提高．根据中国科学院国家授时中心(NTSC)新进口的2台美国氢钟(Sigma T)近一年来实验数据的分析,定量说明氢钟不同采样间隔的频率稳定度,并与铯钟的性能做比较．同时根据这两种类型频标的性能取长补短,探讨一组铯钟和两台氢钟联合守时的方案和地方原子时计算方法．