NIM4#铯冷原子喷泉钟电子测控系统的研制

本文简要叙述了用于NIM 4 #钟电子测控系统的PC软件的功能及时序控制系统、声光调制器驱动源、微波综合器和微波接口箱的功能和硬件设计。最后较详细叙述了NIM4 #钟数据采集与频率闭环控制比对的过程。

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。

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。

基于LabVIEW冷原子喷泉钟控制系统的研制

在工控机、NI相关板卡和外围自制电路的硬件基础上,利用LabVIEW开发了冷原子喷泉钟控制软件,实现冷原子喷泉钟的时序控制、信号采集和频率锁定。软件利用多重循环、事件驱动的队列状态机和生产者-消费者结构等设计,保证了界面控件响应迅速,程序扩展性好。

左手武器,右手行星像悟空般“大闹天宫”

空间冷原子钟时间的精确无极限从自然钟到日晷、水钟、沙漏等,人造时钟出现;从摆轮钟到机械钟表,再到石英晶体钟表,计时装置精度不断提高;从原子钟到冷原子钟,如今地面上精确度最高的冷原子喷泉钟误差已减小到1秒/3亿年。2016年,中国第一台空间冷原子钟正样产品研制成功,并搭载天宫二号发射进入太空,是世界首台太空运行的冷原子钟。在轨两年,这台冷原子钟运行正常,将目前人类在太空的时间计量精度提高了1~2个数量级。