使用Fabry—Perot干涉腔稳频的GaAlAs激光器(英文)

GaAlAs激光器的激射频率被锁定于Fabry-Perot干涉腔上。在锁定之后其激射频率的涨落已被大大地降低。所测得的频率稳定度(对Fabry-Perot干涉腔中心频率的跟踪稳定度)如下:其中第1个稳频系统为5×10~(-12)(1s)、1.5×10~(-12)(10s)、1.2×10~(-12)(100s);而第2个稳频系统为8×10~(-12)(1s)、2×10~(-12)(10s)、1.8×10~(-12)(100s)。     

电信时钟信号频率的测量装置

为了实现电信时钟信号频率和频率稳定度的高精度测量。研制一台电信时钟信号频率变换器,配置现有的频标比对器,建立一套测量系统。对该系统自检,测量精度优于１×１０－１１／Ｓ。     

一种锁定半导体激光器频率的新方法

报道了一种实现半导体激光器频率锁定的新方法:通过交流磁场对法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)的透射谱进行调制,将半导体激光器的频率锁定在FADOF的透射谱上。在B=1.76×10~(-2)T、T=120℃条件下,利用一阶导数稳频技术,测得1s和10s取样时间的频率稳定度分别为1.5×10~(-10)和5.8×10~(-11)。     

镱离子光钟的多波长数字PID激光稳频系统

针对镱离子光钟实验中激光冷却并操控离子时,激光器频率漂移影响原子钟系统的问题,基于数字PID控制方法,设计了一种新的多通道频率-数字信号转换稳频方法,将多路多波长激光频率锁定在波长计的参考频率上。对激光器锁定前和锁定后的频率进行一定时长的数据采集及数据对比,激光频率漂移由800 MHz控制在± 0.8 MHz,激光频率稳定度由9.29 × 10^-10@1 s优化至2.79 × 10^-10@1 s,频率千秒稳达到3.85 × 10^-12。该系统简单、易实现,具有小型化、适应性强的优点。     

不确定度和稳定度达10-18量级的钙离子光频标

主要回顾了中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在液氮低温钙离子光频标的物理系统设计、不确定度评估与稳定度的优化与测量等方面的工作。液氮低温系统为钙离子创造了液氮的温度环境（~ 80 K）,极大降低了钙离子光频标的黑体辐射频移,使钙离子光频标的系统不确定度降至3.0 × 10^-18,成为第五种不确定度进入10^-18的原子/离子光频标体系。为了优化钙离子光频标的稳定度,将钟激光频率参考在Ramsey条纹上,并引入了参考条纹判定算法及自动寻峰算法,使钙离子光频标可长期稳定运行,长期稳定度达到6.3 × 10^-18@524 000 s。     

用于原子重力仪的扫频频率源系统

原子重力测量实验中,需要通过扫频频率源来实现主从Raman激光的线性啁啾,进而补偿原子在自由下落过程中产生的多普勒频移,实现当地重力加速度g的测量。针对传统扫频频率源体积大、发热量大的问题,通过AD9959数字芯片设计了一款扫频频率源,可用作原子喷泉扫频控制和Raman光锁相环鉴频鉴相本振参考。最终通过实验测得：该扫频信号源的相位噪声为-112 dB@1 kHz,频率稳定度为1.38×10^-11@1 s,对原子重力仪灵敏度影响为2.81×10^-9 g/Hz^1/2,600 s积分时间对原子重力仪实验影响为1.15×10^-10 g。该系统具有低噪声、高稳定度的特点,可满足搬运式原子重力仪分辨力10^-10 g需求。研究结果为原子重力仪从原理样机向工程化可搬运实验测试仪器发展提供了一定参考。     

分子泛频谱稳频半导体激光器

利用一阶导数和三阶导数稳频技术，成功地将AlGaAs半导体激光的频率锁定到H2O分子的泛频吸收谱线上，测得1秒和10秒取样时间的频率稳定度分别为1.5-10^-10和4.0×10^-11。     

基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法研究

报道了一种基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法,用于提高可调谐外腔半导体激光器(TECDL)的频率稳定度和准确度。自行研制的光学锁相环电路采用数字鉴相与差分运算相结合的方式获得高灵敏度的鉴频鉴相误差信号,并通过高速模拟PID实现整个系统的闭环锁定。利用该光学锁相环系统进行了TECDL偏频锁定至光学频率梳(OFC)的实验,实验结果表明环路锁定后拍频频率波动在±0.3Hz范围内,偏置频率为50MHz时,光学锁相环系统在1s和1000s积分时间的相对阿伦方差分别为1.5×10^-9和8.5×10^-13。系统锁定后,拍频线宽由500kHz压缩至2kHz。该研究表明采用基于光学锁相环的激光稳频方法可以实现亚Hz级的激光频差控制,通过将TECDL偏频锁定至高稳定度的参考激光源可显著提高其频率稳定度,使其能够满足超精密测量、冷原子/离子干涉测量等领域对激光频率稳定度和准确度的要求。     

宽频段短期频率稳定度测试系统方案设计

采用差拍-多周期测量法进行高精度频率稳定度测量,针对高品质频率源需要进行宽频段短期频率稳定度测试的要求,研制宽频段差拍比较器,根据测试要求,组建的系统实现了微波频率和零头频率点频的频率稳定度测量。采用双平衡肖特基势垒二极管电路进行混频,尽可能的减少有源器件引入的噪声干扰。编制相关测试软件和数据处理软件,大大提高测试精度和测量效率。     

4.3μm荧光稳频的CO_2激光器及其频率稳定度的拍频测量

本文描述利用4.3μm荧光饱和共振稳定CO_2激光器频率的基本原理和装置。测量了4.3μm荧光兰姆凹陷的宽度和深度,确定了其一阶、三阶微分信号与调制宽度、吸收室温度等参数的关系。拍频测量结果表明,其频率稳定度为2×10~(-10)(10s),复现性优于1×10~(-9)。     

新型633nm锁相纵向zeeman稳频氦氖激光器(英文)

研制了一台新型纵向磁场中的Zeeman稳频激光器。两个圆偏振光的频差为1.25MHz、625kHz或312.5kHz,其变化量为±1Hz,1秒或10秒的频率稳定度优于2×10~(-11)。两个月内的频率再现性为±1×10~(-8)。频率可在150MHz范围内连续可调谐。     

毫秒脉冲星计时和原子时

本文介绍毫秒脉冲星的时间频率和相关物理特征 ,阐述脉冲星计时研究的意义及国际上在脉冲星计时原理、方法和技术研究方面的最新进展。根据近年来对毫秒脉冲星PSR1 937+2 1和 1 85 5 +0 9等计时观测资料分析结果的报道 ,毫秒脉冲星计时精度已达 1× 1 0 - 7s,其自转频率稳定度可以和原子钟相媲美 ,其频率长期稳定度已达 2× 1 0 - 1 4 ( 0 6a≤τ≤ 2 .6a) ,并可望达到更高水平。由综合脉冲星时间算法而得到的毫秒脉冲星时比现代原子时有更高的长期稳定度。文中还对毫秒脉冲星计时中的关键问题作了讨论 ,并对此领域发展的前景给予了展望。     

基于多路双混频时差测量仪的新频率测量系统

阐述了中国计量科学研究院提升频率标准计量能力的研究,介绍了双混频时差法技术原理、NIM新频率测量系统的基本构成以及与原标准频率系统的比对结果。新频率测量系统采用双混频时差法测量,系统测量不确定度优于3×10-13（采样时间1s）,实现了频率标准长、短期稳定度计量,是一套高效率的频率标准综合测试系统。     

电视信号中标准时间频率的应用

本文介绍了电视信号中标准时间、频率的应用 ,其中包括彩色副载波标准频率综合器、电视行同步标准频率综合器、采样保持鉴相器、电视标准时间数字钟等设备的研制。藉助这些设备 ,只要直接接收中央电视台 1、2或 4套节目的全电视信号 ,便可输出常用的标准频率和时间 ,可用于精密时间测量、计量和校频 ,也可作为标准频率信号源使用 ,其校频精度达 5× 10 - 12 / 30min ,时间同步精度在 1μs以下。     

小型化铷原子频标数字锁频环路设计与实现

设计并实现了一种用于铷原子频标的小型化锁频环路。采用数字锁相倍频技术,实现了10MHz信号的45.5645833次倍频。再经过一级15次倍频后获得频率为6834.6875MHz的铷原子频标微波探寻信号。通过数字电路技术实现了455.645833MHz信号的小调频。测量并分析了455.645833MHz信号的相位噪声,结果表明电路系统对铷频标频率稳定度的贡献为3.2×10^-12τ^-1/2。测量了利用该电路得到的铷频标的短期频率稳定度,结果为5×10^-12τ^-1/2（1s≤τ≤100s）,明显高于一般商品小型化铷原子频标。     

二维自动磁场测量机

本文介绍的二维自动磁场测量机,用霍尔片点测磁场分布,实现了大范围磁场分布测量的精确定位,具有测量准确度高及数据采集自动化等特点。对800兆电子伏特电子储存环主磁铁磁场积分测量,精度达到±1×10~(-4)。     

激光定位工件台激光稳频系统

一、问题的提出精密定位工件台 x、y 行程为100×100毫米,定位重复精度为0.04微米(2σ)。用激光波长作为计量基准。为满足上述精度,其频率稳定度至少应优于10~(-7),而国产激光管不加任何频率稳定措施时其频率稳定度只有10~(-5)至10~(-6)数量;而且输出光强随温度变化比较强烈。所以未加频率稳定器的激光,其波长不能作为如此精密测量之基准。因此频     

改进型纵向塞曼稳频激光器的研制

1983年12月,中国计量科学研究院和北京大学联合研制了纵向塞曼稳频激光器,其技术指标为用阿仑方差表示的频率稳定度,1秒取样时为2×10~(-10),10秒取样时为1×10~(-10),激光的频率再现性为±2×10~(-9)。该指标已达到了国际先进水平,但在当时要推广应用,还存在以下问题有待改进:一是使用的激光管外     

测量精度达3.2nm的在线表面粗糙度外差干涉仪信号处理系统

介绍了用于磨床加工的光外差表面粗糙度在线干涉测量仪整机的信号处理系统,着重讨论了其中的两项关键技术,即利用负反馈构成的宽动态范围测量信号的自动电压控制以及依据计大数和测小数相结合的高精度动态相位测量,系统的测量精度达２．６°（相当于３．２ｎｍ）,允许测量中最大多普勒频移±１０ｋＨｚ（对应高度的变化率±８．７５×１０＾－３ｍ／ｓ）完全满足磨床加工中表面粗糙度在线测量的要求。现场测试证实了这一点,这对     

1.5μm光纤通信波段乙炔稳频激光技术研究进展

1.5μm乙炔饱和吸收谱线是国际计量委员会(CIPM)正式推荐的光纤通信波段复现‘米’定义的频率参考标准。乙炔稳频激光依据稳频方法可分为线性吸收和饱和吸收两大类,饱和吸收相比线性吸收,能够消除乙炔分子的多普勒效应,获得线宽更窄、频率稳定度和复现性更高的稳频激光,1s频率稳定度能够达到10^-13量级,波长漂移为10^-12量级。利用13C2H2(ν1+ν3)P(16)谱线,研发的微型气室有望实现稳频激光的全光纤链路传播,为高度集成化、抗干扰能力强的稳频激光源提供了新的发展方向。高性能的1.5μm近红外稳频激光直接为密集波分复用系统、精密光纤传感等多个领域提供波长参考源,结合飞秒激光频率梳技术可进一步完善光纤通信中激光波长量值传递溯源体系,提升激近红外波段光波长的测量能力,为光纤波段的精密测量提供量值保障。