NIM-Sr2 锶原子光晶格钟物理系统研究

锶原子光晶格钟在基础物理研究和时间频率精密测量领域中占有重要的地位。 中国计量科学研究院在第 1 套锶原子 光晶格钟 NIM-Sr1 的基础上,开展了进一步提升光钟性能的研究,研制出了第 2 套锶原子光晶格钟 NIM-Sr2。 NIM-Sr2 的物理系 统在量子参考体系制备、钟激光探寻及系统频移评估等方面进行了重新设计。 在原子炉和磁光阱之间新增真空差分结构,使原 子炉的运行对磁光阱区域真空压力的影响降低到 1×10 -8 Pa;将塞曼减速器中的通电线圈替换为永磁铁,优化了水冷反亥姆霍 兹线圈的缠绕方式,并向外延伸塞曼减速器通光窗口,把磁光阱区域环境温度的不均匀性降低到了 0. 166 K。 系统频移评估表 明,这些物理系统的改进显著减小了 NIM-Sr2 的系统频移不确定度,达到了 7. 2×10 -18 。     

小型化碘稳频532nm固体激光器

传统532nm波长碘稳频固体激光频标装置虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度,但装置比较庞大,不便搬运。而对于一些对激光频率稳定度要求不高的实际应用,如绝对重力仪等,缩小装置的体积以易于搬运,成为更为关注的因素。建立一套小型化532nm固体激光器,该系统体积小巧,易于搬运。通过与原有碘稳频532nm固体激光标准装置的进行拍频测量实验,得到1s的阿伦偏差为2.4×10-12,并计算得到该激光器的频率绝对值为563260223436kHz,对应的频率不确定度为52kHz(包含因子k=2)。该系统已被用于中国计量科学研究院的绝对重力仪中。     

系列标准白板光谱特性对白度计校准的影响

白度量值是对面粉、白糖、涂料、塑料、瓷器和纸张等众多产品进行质量评价的一个主要指标。白度计是用于测量物体表面白色和近白色程度的计量仪器。白度计测量结果的准确程度与相关产品的质量密切相关．因此对白度计的计量在轻工、食品、建材、造纸等行业有着十分重要的意义。     

结合塞曼效应与饱和吸收技术的DFB激光稳频系统的设计

本文介绍一种利用塞曼效应与饱和吸收相结合的技术提取激光频率误差信号的方法,利用数字PID控制技术,伺服反馈于DFB激光器的电流调制端实现慢环控制,模拟PI反馈于激光器FET电流控制端,实现快环控制,从而实现DFB激光器的稳频和线宽压窄。系统的激光频率锁定在铯原子D2饱和吸收谱线F=4→F’4,5交叉线上,频率峰-峰（p—p）起伏约为1．6MHz,相对频率起伏为4．5×10^-9,满足小型喷泉钟的使用要求。     

NIM铯原子喷泉钟微波频率综合器的研制

为了研制NIM5铯原子喷泉钟系统,在PLL锁相环路、100 MHz干涉开关和倍频链路等技术的基础上,提出了微波综合器的设计和实现方案.介绍了微波综合器设计中的关键技术:利用氢钟提高综合器的长期稳定度、采用微波干涉开关抑制微波泄露频移,以及通过DDS提高综合器的准确度.测试结果表明,该微波综合器在谱纯度、相位噪声和稳定度等指标上均满足设计要求,具有模块化程度高、结构简单的特点,并已成功应用于NIM5铯原子喷泉钟系统中.     

时间单位——秒的演进

正斗转星移,四季更替。宇宙中一切物质的起源和消失,地球上一切生命的诞生和灭亡,人类间一切活动的开始和结束,都和时间紧密联系在一起。那么,世界这么大,大家的时间是如何统一的呢?秒定义和原子时的由来人类对时间的认识,总的来说,经历了一个从天文时、世界标准时到原子时的过程。自古以来,人类通过对日月星辰的观察,将1小时分为60分钟,1分钟又分为60秒,也就是一天为86400秒,从而得到了秒长,也称为天文时。到了工业革命初期,世界各地的时间还没有统一的标准,导致火车剐蹭与相撞事故时有发生。随着     

基于 NIM-Sr1 光晶格钟驾驭氢钟产生本地时标的研究

光钟在生成高性能原子时标方面有很大的潜力。 本文介绍了以中国计量科学研究院(NIM)的 NIM-Sr1 光晶格钟为参 考生成本地时标的基本思路,评估了实验室目前用作飞轮振荡器的 HM57 氢钟的噪声参数。 针对 NIM-Sr1 光晶格钟作为基准 钟长期间歇运行时的运行率和时间分布,设计了对测量数据的分段处理方式。 通过对 2022 年 9 月和 10 月 NIM-Sr1 光晶格钟 与 HM57 氢钟比对数据的后处理,生成了光钟驾驭的纸面时标 TS(P),其在 60 天内相对于 TT(BIPM22) 的最大时间偏差为 0. 7 ns,验证了驾驭方法的可靠性。 搭建了以 NIM-Sr1 光晶格钟为参考驾驭 HM57 氢钟生成本地实时物理时标的实验系统,并 评估了 2023 年 4 月生成的实时物理时标 TS(R)的性能,其在 30 天内相对于 UTC 的最大时间偏差为 0. 89 ns。     

超稳激光技术及其在锶光钟研究中的实现

中国计量科学研究院于2008年、2011年和2018年先后研制了百赫兹、赫兹和亚赫兹量级的超稳激光系统.本文主要介绍各种指标的超稳激光实现的途径及条件,论述参考腔、快速反馈锁定技术及如何运用精密控制技术抑制外界环境对参考腔腔长的影响,获得10-15或更高频率稳定度的超稳激光.从实验上将半导体激光器稳定锁定到30 cm长...