氢原子钟蓝宝石谐振腔的设计和实验表现

为了设计主动型氢原子钟蓝宝石谐振腔的结构尺寸,对根据TE011模式下蓝宝石谐振腔的麦克斯韦尔方程组推出的超越方程进行了求解,利用电磁场有限元分析软件对蓝宝石腔进行了仿真分析。通过计算S参数,确认了所设计的氢原子钟蓝宝石谐振腔实现氢脉泽自激振荡的现实性。利用SOHM-4型氢钟机架作为实验床,在离子泵电流1.1 mA时,得到了强度为-102.93 dbm的脉泽振荡信号。此信号强度与标准的主动型氢原子钟在相同的离子泵电流下的信号强度相仿。

小型主动型氢原子钟的核心——蓝宝石谐振腔的仿真研究

该文对小型主动型氢原子钟的核心——蓝宝石谐振腔进行了研究,利用采用有限元数值分析方法的软件HFSS V10(High Frequency Simulation Software)对日本NICT(National Institute of Informa-tionand Communication Technology)和上海天文台研制的两种不同的蓝宝石谐振腔进行仿真分析。对HFSS软件中TE011振动模式的识别进行了讨论,并得出了识别TE011模的简便方法。对上述两种腔的腔频随外金属腔及填充蓝宝石几何尺寸和温度的变化进行了计算。比较了两种腔的有载Q值,对判断蓝宝石谐振腔是否符合脉泽自激振荡条件的腔的填充因子η′和S参数进行了分析计算。

主动型氢原子钟蓝宝石温度补偿谐振腔的设计分析

对SrTiO3晶体环在不同几何尺寸蓝宝石谐振腔下的温漂补偿效果及其对蓝宝石谐振腔无载Q值的影响进行了仿真和数值计算，总结出不同尺寸蓝宝石谐振腔温度系数和无载Q值的变化规律。讨论了零腔频漂移补偿点的存在范围。最后通过对填充因子η’随几何尺寸变化的计算和对温度补偿效果的讨论，得到了兼顾体积、Q值、填充因子η’、s参数、温度漂移系数的填充SrTiO3补偿晶体蓝宝石谐振腔。