铯喷泉钟C场的测量与计算

在铯原子喷泉钟实验中,C场均匀度决定了二阶塞曼频移的不确定度评定。使用微波激励法可以测量C场各个高度经时间加权的磁感应强度的平均值。为了得到C场的实际磁场分布,需要对微波激励法的测量结果进行去时间加权计算。介绍了两种去时间加权的算法,并利用仿真数据对算法进行了验证。最后使用微波激励法和两种去时间加权算法,结合蒙特卡洛不确定度评定方法对NIM6铯喷泉钟C场进行了测量与计算。

15μm波长DFB半导体激光乙炔(^(12)C_2H_2)线性吸收稳频

建立 1 5 μm波长标准的工作既是现实应用的需求 ,也将填补波长计量标准系列在近红外波段的空白。本文报导中国计量科学研究院在这项研究中的第一阶段工作 :用国产分布反馈半导体激光 (DFB LD)和自行研制的乙炔 (1 2 C2 H2 )吸收室 ,进行了吸收光谱实验 ,实现了 1 5 μmBFB LD的C2 H2 线性吸收稳频。

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。

实现74cm铯冷原子喷泉的实验和讨论

中国计量科学研究院NIM4 #激光冷却 铯原子喷泉钟实现了原子云 74cm喷泉 ,得到S N约 2 0 0的荧光飞行时间信号。文中介绍了对NIM4 #钟与上抛 回落 信号探测相关的改进 ,列举了喷泉参数 。

铯冷原子喷泉Ramsey跃迁实验

中国计量科学研究院利用冷原子喷泉实现了9.19GHz微波与铯原子作用的Ramsey跃迁。文中介绍了NIM4#喷泉钟相关的微波 光学系统在时序控制下完成原子选态 激励 探测 信号处理的原理和装置,给出了Ramsey实验曲线:喷泉高度74cm时,Ramsey中心条纹FWHM约为0.95Hz,信噪比S N约40。实验结果的Ramsey中心条纹宽度、Rabi台宽度与相应的理论计算符合很好。

光纤折射率分布和几何参数标准测量装置的研究

介绍了中国计量科学研究院建立的光纤折射率分布和几何参数标准测量装置。该装置采用“光反馈激光开关干涉-计算机光功率细分”测量微位移,并采用“干涉逼近法”和“插值法”测量折射率差的方法,分别使光纤的几何参数测量和折射率差测量溯源到He-Ne激光波长。测量光纤皮径和芯径的不确定度(2σ)分别为±0.25μm和±0.5μm。测量折射率的不确定度达到±2×10^(-3)。

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6 3 3 nm 3次谐波稳频的He-Ne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。

试析光干涉测量几何长度的相对不确定度极限

随着稳频激光和现代干涉仪的发展，光波波长在空气中的不确定性已成为限制用光学方法测量几何长度相对不确定度的主要因素。本文回顾了现代干涉测长精度的提高；探讨了用Ｅｄｌｅｎ公式修正空气中波长及其在高精度实际应用中的限制、用折射率干涉仪修正空气中波长的技术关键和可达到的精度极限；最后介绍了在真空中测长的实用性以及可能达到的精度。

绝对测量小距离的波长扫描-光纤双干涉仪系统(英文)

介绍了用于测量小位移的波长扫描－光纤法布里－珀罗干涉仪系统。用扫描波长作为“中介”，比较参考腔长和传感腔长，可以“准绝对”地测量传感腔的长度。这个测量与波长扫描的准确度无关，仅依赖于参考腔的长度。而通过将传感腔改变一个已知距离，就可以简单地“自标定”参考腔的长度。

NIM铯原子喷泉实现MOT-OM原子云并冷却到10μK

报道了中国计量科学研究院 (NIM)研制新一代“激光冷却 铯原子喷泉”国家时间频率基准装置的进展。实现了铯 (Cs)原子从磁光阱 (MOT)过渡到光学阻尼 (OM)的装载 冷却 ,利用飞行时间法记录到信噪比优于 40的原子云荧光信号 ;原子经后冷却达到 (10～ 15 ) μK ;用OM从铯蒸气直接获得了冷原子云。

2000年NIM铯冷原子喷泉时间频率基准装置研究的进展

本文报导了中国计量科学研究院 (NIM)研制新一代“激光冷却铯原子喷泉”国家时间频率基准装置的进展 :实现了从磁光阱 (MOT)过渡到光学黏胶 (OM)装载 冷却铯 (Cs)原子 ,利用飞行时间 (TOF)法记录到信噪比优于4 0的原子云荧光信号 ;原子经后冷却达到 (1 0～ 2 0 ) μK ;用光学黏胶从铯蒸气直接获得了冷原子云。并给出了对实验的讨论。

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2·2×10-14。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光钟。

NIM4#铯冷原子喷泉钟新一代时间频率基准

回顾了NIM4 #钟实现 5 μK冷原子云 ,74cm原子喷泉和 0 95Hz线宽Ramsey跃迁实验 ,报道了 9 19GHz微波锁定到铯原子秒定义跃迁 ,频率稳定性达到 (5 - 7)× 10 -15(15 0 0 0s)。目前我们正在进行不确定度评估 ,可望不确定度进入 10 -15量级 ,建立我国新一代时间频率基准装置。

激光反馈干涉－计算机细分的小位移测量

本文简述了光反馈激光开关干涉的基本原理，详细描述了应用计算机图象处理技术对方波信号进行内插细分的小位移测量方法及测量装置。使用这种方法可以达到０．００２μｍ的分辨率，其测量不确定度为０．０２μｍ（２σ）。实验表明，这种方法适用于在实验室条件下对小位移进行精密测量。

从米到秒:中国计量院的微波—光学频率基标准研究

文中介绍中国计量科学研究院(NIM)在微波.光学频率计量基标准研究的新进展: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5E-15;fm 光梳锁定到 NIM4钟控制的氢钟后,其频率不确定度为2.2E-14。在此基础上讨论铯原子喷泉钟,稳频激光,fm 光梳的作用,意义和相互关系。最后报道2006年起 NIM 立题研制锶原子存储光钟。

“熔接补偿剪断法”标定标准光纤的损耗

利用“熔接 OTDR实测熔接头损耗 补偿 (FCCB)”实现了无二次连接 对准的剪断法光纤损耗测量 ,这种改进的FCCB将光纤损耗测量的不确定度提高到优于 0 0 1 5dB dB( 2σ)。

用多齿分度台标定激光小角度干涉仪

提出一种用多齿分度台发生标准角直接标定激光小角度干涉仪的新方法。这种方法缩短了溯源链,显著改善了不确定度。同时还提出正反测角差调整小角度干涉仪初始零位,从而现实可行地实现了初始零位的精确调整。用上述方法标定中国计量科学研究院新研制的激光小角度干涉仪,标定不确定度达到0 03″(k=2)。

应用于铯喷泉钟的磁屏蔽系统的设计

高质量磁屏蔽系统是铯喷泉钟的重要部件之一。首先给出评定磁屏蔽效果的3个指标，即磁场均匀区长度、磁场均匀区起点位置和磁屏蔽效率。在此基础上，讨论了利用有限元计算3层磁屏蔽系统的层间径向间距、轴向间距、端盖孔套管长度和端盖连接方式对磁屏蔽的影响，给出了相应的优化参数，并对比了按优化参数设计的3层磁屏蔽与原有4层磁屏蔽系统用有限元计算的磁屏蔽效果。有限元计算结果为中国计量科学研究院新铯喷泉钟磁屏蔽系统的技术设计提供了理论指导。

一种由NIM5铯喷泉基准驾驭实现的独立时标TA（NIM）

原子时标TA（NIM）是一个独立时标，其频率由NIM5铯喷泉基准驾驭。产生时标的主钟是一台主动型氢原子钟，铯喷泉基准定期对其测量和校准。时标算法通过预估氢钟将来的频率，补偿过去预估频率与校准频率之差，并评估无校准数据期间的氢钟频率，最终尽可能实现TA（NIM）的频率与NIM5铯喷泉基准保持一致。2007年8月，TA（NIM）开始试运行，2008年6月正式运行。1年多来的数据分析表明，TA（NIM）运行连续可靠，与TAI间的时间稳定度（5天）达到1．2BS，相对频差为2．0×10^-15。