NIM的微波－光学频率基准研究 ———复现米和秒定义

报道中国计量科学研究院（NIM）在微波－光学频率计量研究的新进展：用NIM４激光冷却－铯原子 喷泉钟复现国际单位制（SI）时间单位秒（s）,用飞秒（FS）光学频率梳间接复现长度单位米（m）并标定稳频 激光波长实际实施米定义。NIM４铯原子喷泉钟的不确定度达到５×１０－１５,飞秒（FS）光梳锁定到NIM４钟控制的 氢钟后,其频率不确定度为２畅２×１０－１４。在此基础上讨论铯原子喷泉钟、稳频激光、FS光梳的作用、意义和相互 关系。最后简要介绍NIM５铯原子喷泉钟的研究进展和２００６年起NIM立题研制锶原子存储     

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.     

基于TA新系统的铯原子喷泉钟与氢钟频差值预估算法的研究

本文提出了一种基于TA系统的铯原子喷泉钟与氢钟频差值的预估算法,该算法根据距预估日期最近几天的频差数据的即时特性外推预估未来的数据.该算法既能使TA(NIM)逼近铯原子喷泉钟输出频率,又能在铯原子喷泉钟停运时连续提供TA(NIM)的值,算法滞后时间仅为一天.用铯原子喷泉钟运行时的实测频差值检验该算法,表明TA(NIM)逼近铯原子喷泉钟,相对频率稳定度达8.63 ×10-15/天.     

1500万年不差一秒 中国计量院研制成功NIM5铯原子喷泉钟

本刊讯2010年11月30日,由中国计量科学研究院(NIM)自主研制的"NIM5可搬运激光冷却-铯原子喷泉时间频率基准"通过了国家质检总局组织的专家鉴定。经鉴定,NIM5铯原子喷泉钟的频率不确定     

NPL:用光频梳测量光学原子钟的频率

<正>英国国家物理实验室(NPL)的研究人员证明了两种不同类型的飞秒光频梳之间具有高度一致性,飞秒光频梳是用来测量新一代原子钟频率的仪器。NPL的基准钟是一台铯原子喷泉钟,复现现在的利用铯原子定义的SI单位"秒"。但是,现在科学家研究的光钟的计时准确度比现有最好的铯原子钟的准确度都高,光学原子钟利用的是激光冷却的离子和原子。计时准确度的提高说明未来科学家会利用光学频率重新定义秒。但是作为基础,要先比较多种类型的     

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.     

中国计量院成功研制出铯原子喷泉基准钟(NIM6)

本刊讯近日,中国计量院攻克了冷原子制备、冷却和探测、超稳微波产生、时标驾驭等关键技术,成功研制出铯原子喷泉基准钟(NIM6)、超稳微波源等。NIM6频率不确定度优于5.8E-16,相当于5400万年不差1秒;项目成果为北京卫星导航中心时间频率系统标准时标的产生、保持、改进和比对提供计量支撑,进一步确立中国计量院在时间频率研究领域的地位和作用。中国科学院武汉物理与数学研究所的两台可搬运钙离子光钟、上海光机所和华力创通的两台铷原子喷泉钟分别搬到中国计量院进行频率测量和比对。北京大学等多家单位的国产化小铯钟搬运到计量院进行比测。NIM6的成功研制,对建设我国独立自主、准确可靠的时间频率体系具有重要意义。     

我国拥有国际标准时间“表决权”——我国铯原子喷泉钟获准参与驾驭国际标准时间

正8月7日,国际时间频率咨询委员会频率基准工作组通知中国计量科学研究院(NIM,以下简称"中国计量院"),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。8月8日,BIPM正式     

铯原子喷泉钟驾驭氢钟的预估算法研究

由于铯原子喷泉钟准确度和稳定度极高,故若用喷泉钟去校准或驾驭氢钟组,可以提高原子时标的准确度和稳定度。但因铯原子喷泉钟运行是不连续的,所以给校准或驾驭工作增加难度。设法对当前的预估算法进行了改进,即根据喷泉钟与氢钟频差数据值的即时特性的走势,用SVM技术预估喷泉钟停运时的数据,以提供连续数据去驾驭原子钟组,最终使得钟组频率与铯原子喷泉钟趋于一致,同时保证了时间尺度的准确性和连续性。特编制了具体的SVM预测算法,并用NIM的铯原子喷泉钟实测数据检验了该算法,结果表明TA(NIM)很逼近铯原子喷泉钟,其相对频率稳定度达到1. 99×10~(-15)/天。     

动态与信息

“NIM4激光冷却-铯原子喷泉时间频率基准装置研究”荣获国家科技进步一等奖2007年2月27日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。这次大会奖励共计329项,其中,国家科技进步一等奖20项。中国计量科学研究院“NIM4激光冷却-铯原子喷泉时间频率基准装置研究”荣获     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。