铷原子频标物理系统小型化设计

介绍了一种用于铷原子频标的小型化物理系统。该物理系统采用了开槽管式微波腔和分离滤光设计方案，体积为30cm^3。对该物理系统进行了初步测试，短期频率稳定度为3．8×10^-12／r^1/2，表明该物理系统同时具备了小型化和高信噪比特点，可以应用于高性能小型化铷原子频标。

铷原子频标物理部分改进

本文对星载铷原子频标物理部分进行技术改进。改善磁控管微波腔的结构,使信噪比得到了提高;优化了物理部分光路系统,使光电探测信号强度提高了25%。此外,通过Ansoft HFSS仿真软件建立了微波腔的模型,对腔内场型分布和谐振频率进行了仿真,数字仿真和性能测试显示这种微波腔的谐振模式为TE011模式,且拥有较大的质量因子。最后,对改进后的铷原子频标系统进行了初步测试,发现短期稳定度达到了6.0×10^(-13)τ^(-1/2)(τ为取样时间)。研究结果表明,改进后的物理部分满足铷原子频标的研制需求,适合应用于高性能的星载铷原子频标。

改善铷原子钟物理部分温度系数的研究

铷原子钟的温度系数是决定其长期频率稳定度的关键因素,物理部分的温度系数又是铷原子钟温度系数的重要组成部分。为了改善物理部分的温度系数,在理论分析的基础上开展了试验研究,结果表明:提出的改善物理部分温度系数的措施是有效的。这对于进一步提高星载铷原子钟频率稳定度具有积极作用。

一种高信噪比铷原子频标物理系统

物理系统是铷原子频标的核心部件，通过分析物理系统原子鉴频信号信噪比对频标频率稳定度的影响机理，对物理系统内部结构进行了改进。改进后的物理系统采用了优化的开槽管微波腔，用Xe气作为起辉气体的铷光谱灯，采用分离滤光的三泡设计方案。对改进后的系统进行了初步测试，秒稳定度约为8×10^-13。此结果表明铷原子频标的稳定度可以突破1×10^-12／万，铷原子频标的长期稳定度还有进一步提高的潜力。

一种低温度敏感性铷频标物理部分研究

物理部分是原子频标的核心部件,对温度变化比较敏感。因此,温度敏感性是铷频标稳定度提高的一个重要限制因素。以一种改进型铷频标物理部分为研究对象,在分析温度波动对铷频标稳定度影响的基础上,提出了改进铷频标物理部分温度敏感性的措施。通过试验验证,这些措施能够有效地降低铷频标物理部分温度系数。

铷频标物理系统的改进研究

物理系统是铷频标的核心部件,通过分析影响频率稳定度的因素,对物理系统内部结构进行了改进。改进后的物理系统采用分离滤光的三泡结构,增加了光学滤光技术,此外,物理系统还选用了磁控管微波腔。经测试,改进后的铷频标温度系数为9.7×10-14/℃,频率稳定度约为1×10-12/槡(1s≤≤10 000s)。

铷频标温度系数影响因素分析与改进方法研究

高性能的被动型铷原子频率标准(以下简称铷频标)主要用于恶劣工作环境等特殊领域,铷频标的准确度和稳定度是卫星定位的两项关键技术,铷频标的稳定度包括短期稳定度和中长期稳定度,而中长期稳定度主要由温度系数决定。本文从改善铷频标温度系数的目的出发,全面梳理和分析了影响铷频标温度系数的主要因素,提出零温度系数等高线图优化法和零光频移灯激励电压优化法,并通过改进物理部分结构热设计等措施,优化了铷频标物理部分的温度系数。经试验验证,结果表明整机温度系数约为-2E-14/℃,铷频标的10^5s稳定度5. 52E-15,改善物理部分温度系数的方法和措施是有效的。

铷钟物理部分抗力学性能试验研究

对铷钟物理部分特征频谱试验、破坏性随机振动试验和随机与冲击响应谱分析试验进行了设计,完成了试验验证,给出了试验结果及结论。

散弹噪声极限稳定度优于1×10^(-13)τ^(-1/2)的铷频标物理系统

近年来,铷原子频标研究取得长足进展,频率稳定度达到10^(-13)τ^(-1/2)量级.为进一步改善铷频标稳定度性能,本文设计了一种高信噪比物理系统.物理系统中的腔泡组件采用微波场磁力线与量子化轴方向高度平行的开槽管式微波腔,滤光泡和吸收泡独立控温.抽运光源采用了光学滤光和同位素滤光双重滤光方案.本文实测了背景光电流I0和鉴频斜率Kd,结果分别为95μA和7.7 nA/Hz,在此基础上计算物理系统的散弹噪声极限稳定度为7.5×10^(-14)τ^(-1/2).研究结果表明,只要锁频环路的电子学噪声得到有效控制,铷频标的频率稳定度突破1×10^(-13)τ^(-1/2),进入10^(-14)τ^(-1/2)量级是完全可能的.