双极型磁选态单束铯束管内铯原子运动轨迹的算法改进

针对简化算法得到的铯原子运动轨迹精度不高的结果,通过分析磁选态单束铯束管内双极型选态磁铁的磁场分布,提出了不简化磁场梯度和有效磁矩,用布利厄施-施多厄方法求解铯原子运动方程的算法。用此算法得到的铯原子运动轨迹与通常采用的简化算法得到的轨迹相比,最大差异约为1.0mm。此计算结果影响管内机械组件的安装对中位置,可用于束光学模拟计算,提高短期稳定度指标。

磁选态单束铯束管铯原子速率分布的模拟计算

对铯炉准直器出口铯原子束的速率分布和角分布进行抽样,用蒙特卡罗方法模拟计算磁选态单束铯束管中五个关键位置的铯原子不同能级态的速率分布。结果是检测器处的铯原子速率分布不再符合麦克斯韦分布,分布密度最大值对应速率不随铯炉温度改变,只和束光学设计的参数有关。此模拟计算对指导磁选态铯束管束光学的设计有较大帮助。

磁选态单束铯束管束光学参数的模拟计算和设计

为提高铯束管跃迁信号强度,在束光学参数设计中,用蒙特卡罗方法模拟计算铯原子通过率和未跃迁比例。通过改变模拟计算中的束光学参数,分析铯原子通过率、未跃迁比例和倍增器首极电流的变化趋势,得到了主要束光学参数的合理取值范围。在铯束管实际装配和试验中使用束光学参数设计结果,有效地增加了倍增器首极电流。

微波互作用系统对铯原子钟准确度的影响

本文对铯束管中微波互作用系统影响铯原子钟频率准确度的因素进行了理论分析和实验研究,提出了如何减小这些因素影响的建议和方法。

铯束管寿命分析

铯束管是铯原子钟的核心器件,本文介绍了磁选态、激光抽运、磁选光检三种类型铯束管的工作原理与特点,对影响铯束管寿命的装铯量、吸铯剂、电子倍增器等因素进行了阐述和分析,提出了保证铯束管长寿命工作的建议。

磁选态和光抽运铯束管特性的对比

简述了磁选态和光抽运铯束管的工作原理,在频率准确度、短期稳定度、长期稳定度三个方面将两者对频标性能的作用影响进行了计算对比。结果表明磁选态管准确度和长稳较好,短稳有限;光抽运管可使优值系数F增大数倍,短稳有优势,但光频移影响了准确度及长稳,应尽力减小。两者各有长处与不足,未来发展趋势将是一方面继续改进磁选态管,另一方面应发展完善光抽运管。

5071A铯原子钟的铯束管替代研究

铯原子钟是罗兰C系统建立和维持高精度时间系统的关键设备,其性能直接影响所建立系统的准确性和稳定性。本文比较了美国5071A磁选态铯原子钟铯束管10890A与国产4510A磁选态铯束管的各个接口,对工作原理、技术特点、主要技术指标和测试结果进行了分析。

用光抽运提高铯束管信噪比的研究

通过对比磁选态和光抽运铯束管的不同特性,阐述了光抽运方式能够提高信噪比的原理。介绍了用稳频半导体激光抽运的铯束管的实验装置和结果。实验得到的信噪比为5750,该值是磁选态方式的3倍多,表明这种方法很有发展前景。