实现74 cm铯冷原子喷泉的实验和讨论

中国计量科学研究院NIM4 #激光冷却 铯原子喷泉钟实现了原子云 74cm喷泉 ,得到S N约 2 0 0的荧光飞行时间信号。文中介绍了对NIM4 #钟与上抛 回落 信号探测相关的改进 ,列举了喷泉参数 ,报导了喷泉实验和初步讨论     

NIM4#激光冷却-铯原子喷泉钟--新一代国家时间频率基准

中国计量科学研究院NIM4#冷原子喷泉钟自2003 年8月起已经稳定运行6个月,并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定.文中介绍NIM4#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究.实验和分析表明,NIM4#钟频率稳定性达8×10-13τ-1/2,复现性达5 ×10-15,频偏评定不确定度达8.5 ×10-15.作为旁证,NIM4#与中国计量科学研究院原子时TA(NIM)进行了120天比对,频率偏差在误差范围之内.     

２０００年ＮＩＭ铯冷原子喷泉时间频率基准装置研究的进展

本文报导了中国计量科学研究院（ＮＩＭ）研制新一代“激光冷却铯原子喷泉”国家时间频率基准装置的进展,实现了从磁光阱（ＭＯＴ）过渡到光学黏胶（ＯＭ）装载－冷却铯（Ｃs)原子,利用飞行时间（ＴＯＦ）法记录到信噪比优于４０的原子云荧光信号,原子经后冷却达到（１０－２０)uK,用光学黏胶从铯蒸气直接获得了冷原子云,并给出了对实验的讨论。     

NIM铯原子喷泉钟微波频率综合器的研制

为了研制NIM5铯原子喷泉钟系统,在PLL锁相环路、100 MHz干涉开关和倍频链路等技术的基础上,提出了微波综合器的设计和实现方案.介绍了微波综合器设计中的关键技术:利用氢钟提高综合器的长期稳定度、采用微波干涉开关抑制微波泄露频移,以及通过DDS提高综合器的准确度.测试结果表明,该微波综合器在谱纯度、相位噪声和稳定度等指标上均满足设计要求,具有模块化程度高、结构简单的特点,并已成功应用于NIM5铯原子喷泉钟系统中.     

NIM铯原子喷泉频率基准的设计与初步结果

中国计量科学研究院设计与建造了作为新一代频率基准的铯原子喷泉,并已完成一系列元、部件的性能测量。在磁光阱中观测到冷原子云,其直径为１．５ｍｍ,原子温度≤１５０μＫ。下一步将获得为喷泉钟设计的光学粘团。     

我国铯原子喷泉钟获准参与驾驭国际标准时间

8月6日和7日,中国计量科学研究院（NIM,以下简称“中国计量院”）先后接到国际时间频率咨询委员会（CCTF）频率基准工作组和国际计量局（BIPM）的通知,由该院研制并运行的“NIM5激光冷却-铯原子喷泉钟”（以下简称NIM5）通过评审,被接收为国际计量局（BIPM）认可的基准钟之一,参与驾驭国际原子时。今后NIM5的数据将刊登在国际计量局每个月向世界发布的权威文件《时间公报》（Circular T）上。     

2000年NIM铯冷原子喷泉时间频率基准装置研究的进展

本文报导了中国计量科学研究院(MM)研制新一代"激光冷却铯原子喷泉"国家时间频率基准装置的进展实现了从磁光阱(MOT)过渡到光学黏胶(OM)装载-冷却铯(Cs)原子,利用飞行时间(TOF)法记录到信噪比优于40的原子云荧光信号;原子经后冷却达到(10～20)μK;用光学黏胶从铯蒸气直接获得了冷原子云.并给出了对实验的讨论.     

我国新一代量子时间频率基准--激光冷却铯原子喷泉钟的研究取得重大进展

时间频率是国际单位制七个基本量中准确度最高,意义最重大的基准量之一。世界各国一直在持续不断进行高准确度的国家时间频率基准研究。目前中国计量科学研究院(NIM)在科技部基础性专项的支持下,正在进行我国新一代具有国际先进水平的时间频率基准装置——激光冷却铯原子喷泉钟(10-15量级)的研制,并已取得了重大进展。随着科学技术的发展和社会的不断进步,高准确度时间频率计量广泛应用于国民经济的各个领域,如运输、航天、航海、火箭发射等。20世纪末,以高速数字通讯技术、计算机技术和互联网为代表的IT技术带动世界科学技术、工业和经济…     

激光冷却铯原子喷泉钟科研成果获国家科技进步一等奖

2007年2月27日上午10时,党中央国务院召开的国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行,党和国家领导人出席了大会,国务院总理温家宝发表了重要讲话.这次大会奖励共计329项.中国计量科学研究院研究建立的激光冷却-铯原子喷泉时间频率基准装置荣获国家科技进步一等奖.     

新一代时间频率基准--激光冷却、操控的铯原子喷泉钟

20世纪50年代发明原子钟以来．原子钟获得愈来愈广泛的工业应用．重要性也愈来愈显著．特别在导航和信息领域。今天知名度很高的“GPS”(导航星全球定位系统)，其控制核心便是原子钟。没有原子钟，远距离定位到几十米、几米、乃至几厘米。根本无法想象；现在的宽带网络，也要用原子钟作为频率时间标准支撑，网络     

NIM4#铯冷原子喷泉钟电子测控系统的研制

本文简要叙述了用于NIM 4 #钟电子测控系统的PC软件的功能及时序控制系统、声光调制器驱动源、微波综合器和微波接口箱的功能和硬件设计。最后较详细叙述了NIM4 #钟数据采集与频率闭环控制比对的过程。     

一种由NIM5铯喷泉基准驾驭实现的独立时标TA（NIM）

原子时标TA（NIM）是一个独立时标,其频率由NIM5铯喷泉基准驾驭。产生时标的主钟是一台主动型氢原子钟,铯喷泉基准定期对其测量和校准。时标算法通过预估氢钟将来的频率,补偿过去预估频率与校准频率之差,并评估无校准数据期间的氢钟频率,最终尽可能实现TA（NIM）的频率与NIM5铯喷泉基准保持一致。2007年8月,TA（NIM）开始试运行,2008年6月正式运行。1年多来的数据分析表明,TA(NIM)运行连续可靠,与TAI间的时间稳定度(5天)达到1.2 ns,相对频差为2.0×10^-15。     

铯原子频率标准比对方法研究

由中国计量科学研究院为主导实验室的全国铯原子频率标准比对于2012年完成,传递标准为一台铷原子频率标准,参比实验室9家,8家比对结果为满意。介绍了比对的基本情况、技术方案,研究了比对方法及不确定度的评定方法,提出了时间频率比对的特殊性,分析了比对结果。     

应用于铯喷泉钟的磁屏蔽系统的设计

高质量磁屏蔽系统是铯喷泉钟的重要部件之一。首先给出评定磁屏蔽效果的3个指标,即磁场均匀区长度、磁场均匀区起点位置和磁屏蔽效率。在此基础上,讨论了利用有限元计算3层磁屏蔽系统的层间径向间距、轴向间距、端盖孔套管长度和端盖连接方式对磁屏蔽的影响,给出了相应的优化参数,并对比了按优化参数设计的3层磁屏蔽与原有4层磁屏蔽系统用有限元计算的磁屏蔽效果。有限元计算结果为中国计量科学研究院新铯喷泉钟磁屏蔽系统的技术设计提供了理论指导。     

从长度单位米到时间单位秒:稳频激光-飞秒光梳-铯原子喷泉钟-光钟

报道了中国计量科学研究院(NIM)在复现国际单位制(SI)长度单位米和时间单位秒的研究进展,包括稳频激光、NIM4铯原子喷泉钟和飞秒光学频率梳.NIM4钟不确定度达4.4×10-15,NIM在研的飞秒光梳将以优于1×10-13的不确定度实现光学波长向微波频率的溯源.文中还讨论了127I2饱和吸收633nm 3次谐波稳频的HeNe激光波长比5次谐波稳频的更"准确";指出飞秒光梳是从动跟踪系统,描述它的性能指标应当是它的跟踪精度;估计了用"吸收室-原子束-原子喷泉-原子/离子存储"4种不同原理所建频标可能达到的不确定度极限.最后简略展望时间频率基准研究的新动向--光钟.     

用于铯原子喷泉频率基准的TE011微波谐振腔

本文全面描述了用于中国计量科学研究院正在研制的铯原子喷泉的微波腔的结构特性和性能测量。该微波腔工作于TE0 1 1 模式。它是一种圆柱型腔 ,内径 4 3mm ,高 4 2 .9mm ;两端有截止波导管 ,内径 12mm ,长 30mm。微波馈送采用同轴 -波导转换 ,为了简化 ,腔外部未设调谐装置。腔的材料采用具有高导电率的无氧铜 ,所有的馈送部件均无磁并具有超高真空性能。对已装入喷泉管的微波腔在真空状态下的测量表明 ,其失谐量和有载Q值分别为 0 .7MHz和 8× 10 3。估算了与微波腔有关的钟频率不确定度 ,其中由腔相位差产生的频率不确定度降至 1.6× 10 - 1 6 ,它是喷泉钟准确度提高到 10 - 1 5量级的主要因素。