激光抽运铯原子钟的计算机模型

介绍了光抽运铯原子钟计算机模型系统的基本结构体系,该计算机模型系统包括铯原子炉、抽运和检测激光、Ramsey微波作用腔、C场、荧光检测系统等程序模块。利用这个计算机模型系统,对光抽运小型铯原子钟在一些极端条件下的情形进行了研究,如抽运激光功率偏低,有效原子的速度分布特别窄,微波功率远大于最佳微波功率等条件下,得到了一些有意义的结果。     

用激光校正原子钟

当欧洲空间局在1982年2月发射第五次Aria ne火箭时，将进行轨道运行的激光通讯硬件与全球性原子钟同步实验。定常轨道激光同步实验系将各大洲测距站上的激光脉冲射向卫星上的后向发射器 并再返回出发点，以极高的精度测定其往返的时伺。 这一实验可望使各发射站的原子钟同步在1毫微秒之内。     

斜入射激光抽运铯束频标中的光频移

本文对斜入射激光抽运斜入射激光检测小型铯原子钟实验系统上光抽运区荧光引起的光频移（主要是交流斯塔克移动）作了理论计算。结果表明斜光抽运方案可以有效降低铯原子束频标中的光频移。文中同时提出一种通过改变斜入射抽运激光发散角来直接测量光频移的新方法。     

5071A铯原子钟的铯束管替代研究

铯原子钟是罗兰 C 系统建立和维持高精度时间系统的关键设备,其性能直接影响所建立系统的准确性和稳定性。本文比较了美国5071A磁选态铯原子钟铯束管10890A与国产4510A 磁选态铯束管的各个接口,对工作原理、技术特点、主要技术指标和测试结果进行了分析。     

激光抽运铯束频标中的最佳原子速度问题

着重探讨激光抽运斜入射激光检测铯原子束频标中的不同速度原子对荧光信号强度、Ramsey谱线宽度、束管优值的影响.理论结果表明,在相同的噪声条件下100°C铯炉温度时,束管的最大优值出现在平均速度为153 m/s的原子群上.在装有自由漂移区长度为126 mm的Ramsey微波腔的小铯束管上,100°C铯炉温度在66.5°斜光检测时Ramsey 频谱的线宽是1050 Hz.实验结果表明利用慢速原子群可以得到线宽在350 Hz左右甚至更小的Ramsey 频谱,对应的原子平均速度为90 m/s.在相同的噪声条件下利用平均90 m/s速度原子比利用265m/s最可几速度原子有更大的束管优值.(OA1)     

激光二极管抽运铯蒸气激光实现高效率瓦级输出

采用中心波长为852.3 nm、线宽为0.17 nm的光纤耦合半导体激光器作为抽运源,室温下充入60 k Pa氦气和20 k Pa乙烷、5 mm长的铯蒸气池作为激光增益介质开展了端面抽运铯蒸气激光实验研究。蒸气池工作温度为107.6℃时,改变输出镜反射率优化铯激光输出性能,获得最佳输出镜反射率为48.79%。连续抽运模式下,注入抽运功率为4.76 W时获得1.16 W的894.57 nm连续激光输出,斜效率为28.8%,光光转换效率达24.4%;脉冲抽运模式下,注入抽运功率为14.1 W时获得了2.5 W稳定铯激光输出。     

通信同步网铯原子钟应用探讨

根据铯原子钟在我国通信同步网中的实际运用情况,结合通信行业工程设计标准相关规定,对同步网络PRC是否需要铯原子钟组频标,以及如何更有效运用铯原子钟输出信号等展开讨论,分析几种方式的利弊,并提出不同于现行运用方式的探索性方案,建议研究并及时修改有关行业标准.     

纳秒脉冲激光抽运下的铯蒸气电离度研究

为了研究碱金属蒸气电离对半导体抽运碱金属激光器(DPAL)定标放大的影响, 采用适宜于短脉冲激光抽运源的光电流法来测量碱金属蒸气电离度, 并开展了铯蒸气电离度同激光抽运功率密度、碱金属池温度、抽运激光器重复频率之间关系的实验研究。结果表明, 在不考虑热效应的情况下, 即使抽运激光的功率密度高达3×108W/cm2、碱金属池温度150℃、氦气缓冲气压力9.33×104Pa条件下, 铯蒸气的电离度也仅仅达到1%左右; 在碱金属池温度从122℃升高至163℃的过程中, 相对于铯蒸气粒子数密度的显著增大, 铯蒸气电离度的变化非常小。该研究结果对于铯DPAL通过增加抽运激光功率密度和提高碱金属池温度进行定标放大具有非常积极的意义。     

铯原子钟速度分布的计算机模型

基于已建立的小型铯原子钟计算机模型系统,研究了铯束原子速度为双峰分布和三峰分布对原子钟微波频谱的影响。分析了在此条件下的钟跃迁微波频谱的主要变化特征,并与文献报道的NBS4磁选态铯原子钟情形和北京大学的小型光抽运铯原子钟的实验结果作了比较和分析,证实束原子速度为双峰分布时微波谱所表现的特征。     

揭秘黑体辐射热对铯原子钟的影响

美国和澳大利亚的两组物理学家分别独立计算出了黑体辐射造成的铯原子跃迁频率（用来定义1s时间）的微小偏移（Phys．Rev 97040802）。虽然这个偏差以前早就有人算出，但不同小组估计的数值却有大约10％的差异，这给原子钟标定时间带来了一定的不确定量。     

芯片级铯原子钟MEMS气室的气密性封装

为适应芯片级原子钟(CSAC)微型化和高精度的发展趋势,介绍了一种面向CSAC微型系统的碱金属原子气室的微电子机械系统(MEMS)工艺流程,设计了一种能够提供光反应所需的碱金属原子气氛且气密性好的气室结构,氦气真空泄漏率小于5.0×10-9 Pa·cm3/s.采用L-Edit软件设计掩膜版,通过光刻工艺在光刻胶上制作所...     

微波互作用系统对铯原子钟准确度的影响

本文对铯束管中微波互作用系统影响铯原子钟频率准确度的因素进行了理论分析和实验研究,提出了如何减小这些因素影响的建议和方法。     

用光抽运提高铯束管信噪比的研究

通过对比磁选态和光抽运铯束管的不同特性,阐述了光抽运方式能够提高信噪比的原理.介绍了用稳频半导体激光抽运的铯束管的实验装置和结果.实验得到的信噪比为5750,该值是磁选态方式的3倍多,表明这种方法很有发展前景.     

用飞秒激光抽运探测器揭示激子的形成

华盛顿州立大学和洛斯*阿拉莫斯国家实验室的研究人员正在使用超短激光脉冲研究发生在半导体材料和光电材料中电荷传导的详细情况。固体中电子的运动通常用在整个晶体中扩展的量子态来描述,例如Bloch波。但是,为了了解日趋重要的半导体材料的工作机制和相应属性,现在描述的项目必须包括局域电子态的动力学过程和局域光诱导态对光学特性和传输特性的影响。这些材料特性包括在不定形硅的亚稳定缺陷,砷化镓(GaAs)相关半导体中的DX点,有机光辐射装置中的局域激子。 两单位的研究人员正通过观察自由电子和振子能级间的相互影响研究这种局域激发。在基于交互铂溴化物离子无机聚合物的准一维结构基础上,他们正研究自陷激子的结构(见图)。 “低维材料,特别是准一维材料,是研究这种电子晶格相互作用的理想系统。”华盛顿州立大学Susan Dexheimer认为：“较低的维数可导致较强的电子和光子相互作用,材料的线性结构可简化动力学结构空间。在这种情况下,主要的运动可认为是沿着线性轴方向进行。”飞秒抽运探测技术可用于观察、研究工作,利用脉宽35 fs宽,中心波长800 nm,1 kHz重复率的Ti∶宝石激光脉冲序列激发复合金属卤化物中的光学相互价电荷转移(IVCT)跃迁(在实验中激发波长为800 nm时,铂溴化乙二胺的激发辐射光峰值在500 nm)。实验中的探测光利用从抽运脉冲分离出的信号光,或利用激发2 mm厚的钛宝石产生的宽带飞秒连续激光脉冲。 随着IVCT跃迁激发,200～300 fs寿命的自陷激子构成伴随着强抑制低频调制波包(～110 cm-1)。研究人员在基态振动频率和谐波之间观察到耦合振荡。 “在这个实验中令人感兴趣的是我们使用的脉冲(35 fs)比典型的材料振动周期(185 fs)要短,”Dexheimer认为。“这使你可以在精确的时间尺度上研究晶格运动。如果用短脉冲轰击某物,它将振动。随着脉冲的激发可以精确观察到对应于半经典系统振子的振荡。” 她认为在原子尺度上分析材料的结构变化与传统的利用热激发过程的研究有很大的不同。“我们观察的过程是一种由晶格运动直接驱动的电子过程,这种结构的重整主要以物理上尽可能快的速度进行。”     

磁选态和光抽运铯束管特性的对比

简述了磁选态和光抽运铯束管的工作原理，在频率准确度、短期稳定度、长期稳定度三个方面将两者对频标性能的作用影响进行了计算对比。结果表明磁选态管准确度和长稳较好，短稳有限；光抽运管可使优值系数F增大数倍，短稳有优势，但光频移影响了准确度及长稳，应尽力减小。两者各有长处与不足，未来发展趋势将是一方面继续改进磁选态管，另一方面应发展完善光抽运管。     

铯原子激光共振电离

用Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行铯原子三步共振电离。求解了非饱和共振过程速率方程，计算出基态和激发态共振吸收截面，给出电离效率分别与激发电离速率以及作用时间的变化关系，得到饱和激发电离的流量条件和通量条件。     

用激光浓缩铀初步获得成功

任一种核裂变技术,爆炸的或其它，其根本要求是要供给浓缩铀燃料。铀来源于两种同位素，普通的非裂变铀238和裂变铀235。用作反应堆目的,燃料必须具备至少3%的U-235，而不是天然铀样品中含的0.7%。     

半导体激光抽运探针源

从理论上和系统实验上阐述了一种新型全固化半导体激光抽运探针源。此抽运探针源利用激光增益开关控制的原理 ,通过控制直流偏置电流和射频驱动电流可产生两列重复频率在 1GHz左右 ,脉宽约为 50 ps的激光脉冲序列 ,并且两脉冲序列间的时间延迟在 2 0 0 ps范围可调。     

二极管激光抽运的圆盘激光器

二极管激光抽运的固体圆盘激光器作为高功率激光源是有希望的 ,因为它能有效去除增益介质的热量 ,从而也能消除其他固体激光器设计中固有的许多热透镜问题。这种由德国斯图加特大学和宇航公司于 1992年发明的薄型盘状激光器设计从那时以来已特许给 11个公司 ,其中两家法国的 Nanolase和德国的 Jenoptik已推出圆盘激光器产品。与此同时 ,斯图加特研究小组一直在进一步改进原来的激光器设计。圆盘激光器的设计原理很简单 ,就是把激活介质加工成薄盘形 ,平表面上安装一个散热器。该平面还是激光器的反射镜之一 ,热量可沿激光器的光轴有效去除…