一种低功耗被动型CPT原子钟

介绍了一款新研制的被动型相干布局囚禁(CPT)原子钟样机及其主要性能.样机功耗约为4 W,频率稳定度达到在τ＜8000s范围内优于6×10-11τ-1/2,10 MHz 输出频率在1Hz范围内的相位噪声达到-79.1dBc/Hz .所研制的CPT原子钟具有小型、低功耗的特点.     

501铯原子n￣2D高里德伯态极化率测量

５０１铯原子ｎ￣２Ｄ高里德伯态极化率测量雷体仁，顾思洪，翁祖琪，曾晓云（中国科学院武汉物理研究所，４３００７１）利用无多普勒双光子光谱测量了铯原子ｎ￣２Ｄ，ｎ＝２２－５５，态的张量极化率，结果与理论计算相符，对ｎ＞４５时实测结果与理论的岐离进行了讨论...     

GPS驯服CPT原子钟方法研究

本文针对全球定位系统（GPS,Global Position System）接收机输出秒脉冲（1PPS,1 Pulse Per Second）信号的特点,以及相干布居囚禁（CPT,Coherent Population Trapping）原子钟输出频率信号的特性,设计并实现了GPS驯服CPT原子钟方案.我们建立了适合抑制1PPS信号抖动的卡尔曼滤波模型,通过理论推导和计算获得了相应噪声参数,并采用卡尔曼滤波器与平均滤波器相结合,对CPT原子钟输出频率实施滤波处理,并用GPS接收机输出的1PPS信号实施频率校准,所实现GPS驯服的CPT原子钟输出频率的中短期频率误差降低半个量级,天频率稳定度提高一个量级.     

CPT原子钟系统的数字正交解调算法及实现

介绍了将数字正交解调算法应用于CPT原子钟系统的锁相环路,通过FPGA硬件结构实现解调功能所开展的研究.经MATLAB和QUARTUS2的联合仿真表明,该算法抗噪声能力强,解调结果可靠性高,是应用于高性能CPT原子钟的理想算法.实际应用于CPT原子钟的实验结果与理论预期和实验仿真结果相一致.该方案有利于原子频标的工作状态调整和保持产品性能一致性.     

相干布居囚禁原子钟光频移性能优化

光频移是影响相干布居囚禁(CPT)原子钟输出频率质量的重要因素之一,优化CPT原子钟光频移特性往往需要很长的调试时间。采用现场可编程门阵列,实现了一种数字正交解调方法,能够方便地优化原子钟与光频移相关工作参数,大大缩短了优化原子钟光频移特性所需时间,减少了调试工作量。该方法应用于原子钟生产可节省产品出厂调试周期和工作量。     

用四能级系统研究相干布居囚禁态

为了了解双色激光对相干布居囚禁(CPT)原子频标和CPT磁场计等设备制备CPT态的特性,开展了用双色相干光对充有缓冲气体的样品泡中热运动87Rb原子制备CPT态的研究.将所有与激光无直接作用的态归结为一个"leaky trap"能态,用一个简化的四能级系统数学模型通过求解光学布洛赫(Bloch)方程对制备CPT态的特性开展了理论研究,重点讨论了热碰撞对于制备CPT态的原子能态的Λ构型中两基态的消相干效应.研究结果表明,热碰撞程度决定系综制备出CPT态的比例,这一消相干机制还造成系综的最大相干度偏离双色光两光强相等处.给出一个简化表达式,用来粗略估计CPT频标和CPT磁场计中消相干碰撞以及激光光强对相干程度的影响.     

CPT原子频标数字温控系统优化设计与实现

 相干布局囚禁(Coherent Population Trapping,CPT)原子频标是一种功耗低、体积小、启动快的新型原子频标,温控系统是影响CPT原子频标稳定度指标的重要环节.本文介绍了通过优化设计实现CPT原子频标的高性能温控系统的方案.通过仪表放大器的应用提高了前端温度采集电路的温度分辨能力;通过小波分析算法对温度信号进行降噪处理;通过Δ-Σ算法实现脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM),提高温控输出调节精度并减小谐波干扰.基于该方案实现了体积小、功耗低的温控电路,获得了较好的控温效果,改善了CPT原子频标频率稳定度指标.     

分子光解产生原子激发态集居光谱方法的实验研究

提出一种用Ａｒ＋激光光解Ｃｓ２分子，从而得到Ｃｓ原子５２Ｄ，６２Ｐ态集居的光谱实验方法，并讨论了各种实验参数对原子集居数的影响。     

数字伺服实现相干布居囚禁原子频标的激光稳频

介绍了为实现小型化相干布居囚禁(CPT)原子频标的激光频率锁定,用以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的数字控制电路将激光频率锁定在多普勒吸收峰的工作.以同样的控制方法将微波频率锁定在电磁感应透明(EIT)峰上之后,实现了CPT原子频标样机整机锁定.基于FPGA用Verilog语占实现的CPT原子频标数字伺服系统具有电路结构清晰紧凑、参数设置更改方便、程序查错容易、功耗低、温度系数小等优点.受益于语言编写及数字电路的特点,系统具有移植性和一致性好的优点.所研制出的CPT频标样机功耗4 W,稳定度达到6×10-11τ-1/2,表明该数字伺服电路方案是可行的.     

小波滤波在时间同步系统中应用研究

利用全球导航卫星系统(GNSS)接收机输出的秒脉冲(1PPS)信号作为标准信号,对本地振荡器输出的1PPS信号实施同步,实现了时间同步系统。针对GNSS接收机输出的1PPS信号抖动噪声对时间同步系统同步性能的影响,研究了一种抑制抖动影响的滤波器。滤波器采用小波滤波器结合滑动平均滤波器的方式,其中小波滤波采用自定义的阈值及阈值函数。对所实现的滤波器开展了滤波处理实验,实验结果表明,该滤波方案对GNSS接收机输出的1PPS信号的噪声抑制效果优于常用的卡尔曼滤波器,所实现的时间同步系统输出的1PPS信号精度达到1.17 ns,相比于GNSS接收机输出的1PPS信号精度提高一个数量级。