氢脉泽阶段研究报告

一、引言氢脉泽的历史开始于1954年 JP.Gor-don。和 N.G.Basov 等人关于早期脉泽研制工作的报导。他们介绍的技术适用于氨脉泽,但是不久发现,作频标时,寿命有限,并且由于氨分子的谱线复杂,而带来许多困难。理想上,需要电磁场与不受扰动的原子能够长时间的相互作用来获得窄谐振     

能从超窄喇曼共振产生新的频率标准吗

过去十多年中在对原子和分子的共振作了高分辨研究之后导致依据铯原子基态超精细结构之间非常稳定的原子束微波跃迁建立了原子时间标准。激光激发原子或分子跃迁为这类“标准”提供了改善的可能性，但却被线宽问题纠缠住了。激光频率有抖动,原子或分子的热运动，碰撞及自发衰减都引起所研究光学跃迁的谱线增宽，因此就使得在频率上优于微波跃迁所得到的好处被线宽的增加抵消了。人们一直以极大的努力去谋求较稳定的激光器和较窄的谱线，其原因部份是出于对一般光谱学的兴趣，部份是为了找到新的激光激励的原子钟以补充甚至代替铯钟。这才能满足建立超精密时间间隔的新要求。一个近期的实验报导了新的超高分辨激光光谱激发,它不仅消除了激光频率的抖动问题，而且也几乎消除了所有使谱线增宽的因素，包括有限的能级寿命，这就导致能获得中心稳定度可达到很高精度的谱线。     

氢脉泽最佳化的研究与发展

一、引言从原子氢脲泽的工作原理看来,很明显,它的性能可以通过增加进入贮存泡的处于(F=1,m=0)态的达部分氢原子来得到显著的改进。在一般的脉泽设计中,进入贮存泡的原子束主要包括所需的(F=1m=0)能态和(F=1,m=1)能态的混合物。后一种能态实际上对脉泽振荡是无用的,相反由于与提供脉泽输出信号的辐射原子问的自旋交换碰撞会使谱线展宽。从而使脉泽性     

氢脉泽中四极磁态选择器的设计及其应用

氢脉泽是一种中、长期稳定度最高的原子频率标准.其中原子磁态选择器的改进设计可以改善氢脉泽的工作参数及其体积与重量,从而改进氢脉泽的品质与工作寿命等,同时也可以改进氢脉泽的长期性能,并给出了磁态选择器的设计与实验结果.     

基于小波—循环谱的新型识别技术

在通信系统中经常遇到的许多非平稳信号都具有循环平稳特性,可以用循环谱的方法来识别.但当信号本身的频谱结构比较复杂、噪声成分过大或噪声本身也具有循环平稳特性时,解调效果就不是很理想.针对循环谱识别信号的这一局限性,文中在介绍循环谱原理和识别特性的基础上,研究了几种典型通信信号的谱相关性,并提出了基于小波包与循环谱的识别技术,即先采用小波包进行软阈值消噪,再结合各自不同的循环谱特性进行识别.通过大量实验仿真表明,该方法具有很好的噪声抑制能力,能达到较好的识别效果.     

小波分析用于表面等离子体波光谱的噪声滤除

针对光纤表面等离子体波传感器,对小波阈值去噪的方法在测定表面等离子体波光谱中的应用进行了理论研究.首先将高斯白噪声加入理论SPR光谱,利用Daubechies9和Symlet7、11、14、1 5等五种小波分别对其进行去噪.将去噪后的共振峰强度和共振波长与理论值相比较,可知Symlet11小波用于SPR光谱的去噪性能较好.搭建光纤SPR传感器实验系统,利用Symlet11小波对在五个不同时刻测得的SPR反射光谱进行去噪,去噪后的共振波长和共振强度的标准偏差分别为0.4039 nm和0.2231%,通过对比证明小波阈值去噪方法能较好地修正由于噪声所产生的共振波长漂移,使得光纤SPR传感器满足实际运用的需要.     

不同硬度受热面材料的激光诱导等离子体光谱特性分析

将激光诱导击穿光谱(LIBS)用于锅炉受热面材料特性分析,选用受热面常用的珠光体耐热钢12Cr1MoV,并通过热处理工艺制备了不同硬度的实验样品。选择样品中基体元素Fe和合金元素Mn、Cr、V合适的分析谱线,对比分析了不同硬度条件下离子谱线与原子谱线的强度比和等离子体温度的变化规律。实验结果表明,由于等离子体冲击波特性差异和激光烧蚀质量的变化,导致了特征元素离子谱线与原子谱线强度比随着样品硬度的增加而增强,等离子体温度随硬度的增加而升高。     

碱金属原子偏振光谱的选速光抽运理论及其实验研究

在多能级系统中,和饱和效应相似光抽运效应也可产生介质的非线性吸收及各向异性,由于三能级及四能级的多重交叉共振将使得偏振光谱中出现反常的共振信号,基于选速光抽运模型,本文计算了不同偏振光抽运时的碱金属钠原子D_1线的偏振谱。在不同实验条件下记录的钠原子D_1线的偏振光谱证实了上述理论分析的正确性,说明了饱和光强较弱时,在多能     

光电流光谱技术与原子荧光法联用测定激光波长

激光波长仪可在一定精度内测定激光波长,但在激光光谱学和激光分离同位素的应用研究中,不能保证测得的波长已与原子的某一跃迁共振。而光电流光谱技术恰好具有及时地反映这种共振的性能,激光激发原子荧光法的应用又为复杂原子谱线的认定提供准确可靠的依据。我们联用这两种技术简便快速而又准确无误地分别测定了与铀、镧原子一些非精细结构高分辨谱线中某一成分共振的激光波长。     

Rb惰性气体准分子中的新的诱导荧光辐射带和吸收带

在碱金属一惰性气体里,很早就发现碱金属原子的共振位移和谐线加宽效应。自从Hedges,Urummand和Gallagher发现在原来一些禁戒跃迁谱长波侧存在边带以来,许多学者研究了它们的光谱特性。但Rb·Kr,Rb·Ar,Rb·Xe准分子的6dσ—5sσ以及7sσ—5sσ跃迁尚未见报导。只有Pascal等人从理论上计算过它们的位能曲线。已知Rb·Kr的激发态     

以光激射器作长度测量

激光的波长取决于下列两个因素：①经历了正常跃迁的受激原子所产生的辐射波长;②光学共振膣的两块反射镜之间的距离。因此,激光波长的粗值决定子受激原子跃迁的物理条件,而其精确的值则取决于所使用的共振腔的机械线度和光学线度。这样,调节两个反射镜之间的距离(这个距离决定了共振腔的线度)便能改变激光的波长。实验工作者藉助于各种方法,如压电效应或磁致伸缩效应,能将空腔的长度、因而激光的波长调整至选定的值,当然,这个值必然处在受激原子跃迁的正常波长范围之内。     

激光诱导击穿光谱表征3D打印18Ni300模具钢表面硬度

3D打印零件的表面硬度直接影响着其后续的运行安全和使用寿命,目前硬度的测量依赖于破坏性取样后的实验室分析,缺少无损和在线的硬度测量方法。采用激光诱导击穿光谱技术研究了3D打印18Ni300模具钢表面硬度和光谱特性与等离子体特性的关系。得到了样品表面硬度和离子谱线与原子谱线的强度比以及表面硬度和等离子体温度之间的线性关系,离子与原子谱线的强度比和等离子体温度均随着表面硬度的增加而增大。实验结果证明了激光诱导击穿光谱技术作为一种近无损和在线表征3D打印零件表面硬度的方法的可行性。     

飞秒激光诱导Zn等离子体发射光谱时间演化特性

利用增强电荷耦合器(ICCD)光谱探测系统对飞秒激光诱导的Zn等离子体发射光谱进行时间分辨的采集和分析,研究飞秒激光等离子体光谱及其参量的时间演化特性。分析Zn等离子体的连续谱和特征谱的谱线强度随时间的演化,发现连续谱先出现且寿命只有100 ns,随后出现特征谱,对应于不同跃迁的谱强度不同。同时由谱线的展宽和强度及其跃迁能级的相关参数等得到电子密度和温度随时间的演化规律。对谱线频移进行了分析,研究发现在等离子体膨胀初期Zn原子特征谱线(Zn I)481.0 nm的特征谱线存在较大红移,可达到0.23 nm,延时300 ns后,红移变得很小。频移随电子密度的变化近似呈线性关系。     

SF_6饱和吸收窄共振的实验观测

超窄共振是激光稳频和高分辨激光光谱学的技术基础.它对原子、分子精细能级结构的研究痕量检测以及建立光频标和进行其它精密物理实验等都具有十分重要的意义.我们利用准行波法获得了10.6微米区的SF_6分子的非线性饱和吸收窄共振.它消除了多普勒加宽,达到了很高的光谱分辨率.本文简要报导这一结果.     

用子波变换提取语音的谱包络参数

本文将子波变换应用于提取语音信号的谱包络参数。这种谱包络提取法模拟了人耳的频谱分辨特性，因而能很好地用于语音处理。与传统的ＬＰＣ谱包络提取法相比，它能降低所用的阶数。本文先介绍子波的基本原理，然后在此基础上介绍子波变换语音谱包络提取法及实验结果。     

1064nm RCE探测器光电响应特性分析

对1064nm谐振腔增强型(RCE)光电探测器(PD)的光电响应特性进行了分析研究.利用MBE生长技术得到有源区分别为量子阱和量子点的1064nm RCE探测器的外延片,并对制作的探测器进行了各种光电特性测试.结果表明量子阱结构的RCE探测器量子效率峰值达到57%,谱线半宽6～7nm,峰值波长1059nm;而量子点结构的RCE探测器量子效率峰值达到30%,谱线半宽5nm,峰值波长1056nm.通过分析量子效率和吸收系数之间的关系,对两种结构器件的吸收进行了比较,发现虽然量子点探测器的吸收小,但通过合理设计共振腔等方法也可以达到较高的量子效率.两种结构的器件都有很好的I-V特性.     

垂直腔面发射激光器的内调制特性

面向芯片原子钟(Chip Scale Atomic Clock,CSAC)的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)通过微波调制产生具有特定光频差的相干激光,与原子作用后的跃迁谱线频率作为参考标准,最终可获取高精度的频率信号。因此,垂直腔面发射激光器在芯片原子钟系统中至关重要。介绍了VCSEL激光器的内调制原理,搭建了其内调制特性实验测试平台,开展了激光器对射频调制响应特性研究,记录了激光器边带信号随着注入电流和射频输出功率的变化情况,并分析了射频调制对激光器边带信号的影响特性以及Bogatov现象引起的边带不对称现象。实验结果显示:当射频信号频率为3.41734 GHz,注入电流为1.2 mA,射频输出功率为3.5 dBm时,可获得优化的高频调制光谱,为芯片原子钟提供优质的光源。     

基于85Rb的微型化CPT原子钟的设计和实现

介绍基于85Rb原子相干布居囚禁(CPT)现象的微型原子钟的设计与实现,系统以MSP430单片机作为主控芯片,实现电流源、TCXO和射频等功能模块,并与CPT原子钟物理部分实现联调与整机封装,实现了高稳定度、低功耗的小型CPT原子钟。整机体积只有31 cm3,功耗为660 mW,测得10 MHz输出信号稳定度约为2×10-10 s-1,4×10-11/1 000 s。系统采用全宽调制在85Rb的D1线实现CPT原子钟方案,可提升CPT共振谱线对比度,提高原子钟稳定度。     

激光诱导钢靶等离子体时间分辨光谱特性研究

为了改善激光诱导击穿光谱质量,使用具有时间分辨功能的光谱仪采集激光诱导钢靶等离子体光谱,研究了钢靶等离子体辐射光谱随延迟时间的变化特性。结果表明,光谱强度和背景强度随延时皆呈指数衰减,原子谱线强度在前4μs内衰减更快但寿命较长,离子谱线存在寿命较短;采集延时对不同谱线的信噪比影响不同,Mn I403.08nm、Cr I 428.97nm、CrⅡ458.82nm、Fe I 430.79nm和FeⅡ503.57nm谱线得到的最佳延时分别为8,2,0,2,4μs。采用双线法和Boltzmann曲线法计算等离子体温度、Saha-Boltzmann方程计算电子密度,验证了在0~10μs范围内采集到的光谱信号满足局部热平衡状态。     

基于噪声建模的遥感卫星图像分层去噪算法

在遥感卫星成像机理分析的基础上,提出一种分层去噪算法,该算法引入了噪声分类建模的思想,根据噪声模型的特殊性分层降噪,最后进行轮廓填充恢复.实验结果表明,该算法不仅能有效抑制多类噪声,也能很好地保持图像的边缘细节信息,在经典去噪评价指标信噪比SNR、均方误差MSE上也都达到了很好的实验标准,具有良好的去噪性能.