《譜燈光抽運、螢光檢測銣束原子鐘探索研究》是依託北京大學，由王延輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：譜燈光抽運、螢光檢測銣束原子鐘探索研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：王延輝
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在我國傳統的三種原子鐘研究中，銣鐘和氫鐘都已經取得了可喜的進展，但是作為長期守時、授時的基準-小銫鐘，目前仍然路途坎坷。雖然在光抽運小銫鐘和磁選態小銫鐘的研製上都有一定成果，但是在關鍵技術突破、產品國產化方面還面臨著一些問題，有待解決。.本項目將利用銣原子，結合銣光譜燈抽運技術和螢光檢測技術,研製一種基於銣原子束的量子頻率標準。.秒的定義是以銫原子為基礎的，主要是因為銫束原子鐘中銫原子是真空下的原子束，無碰撞頻移，準確度高；本方案採用真空下的銣束，無碰撞頻移，因而同樣具有準確度高的優點。.方案若通過可行性驗證，則將有望實現另外一種能夠守時、授時、小型的準一級量子頻標。
結題摘要
在我國傳統的三種實用型微波原子鐘中，銣鐘和氫鐘都取得了非常可喜的進展，不僅廣泛套用於地面，還都套用在北斗導航衛星系統上，為我國的時頻體系建設作出了重要貢獻。但是作為長期守時型、授時的基準，小銫鐘一直是短板，雖然光抽運小銫鐘和磁選態小銫鐘的研製都有較大進展，但在穩定度指標、長期連續運行等方面還沒有徹底解決，4年前國內還一直沒有地面成熟商品出現。本項目就是在這個背景下，提出採用譜燈光抽運、螢光檢測方法，搭建銣束原子鐘實驗系統，目標是解決原子束型原子鐘不能長期、連續、穩定運行等問題。 課題組開展了銣光譜燈抽運和半導體雷射抽運效率的理論計算和分析，並開展了相關的實驗驗證與比較工作；利用HFSS軟體設計銣原子束Ramsey微波諧振腔，實測了微波腔的諧振頻率和共振譜線的Q值；設計、加工了微波窗、銣原子爐、螢光收集光學系統、三層磁禁止系統；設計、加工了一套真空動態實驗系統；提出了一種鎖定半導體雷射頻率的新方法，可以保證雷射頻率鎖定的長期性和連續性；設計並調試完成一套6.835GHz微波電路系統，主要包括10MHz晶振、10MHz-100MHz倍頻器、100MHz-6.835GHz微波倍頻器，以及數字跳頻功能；利用NI公司提供的控制板卡和Labview軟體，編寫了一套數字伺服控制系統；搭建了一套短期穩定度指標測試系統。 課題組經過艱苦努力，實現了Ramsey銣原子微波諧振腔的設計、理論計算和實物加工，實測結果表明：諧振頻率和Q值均滿足指標要求；實驗上觀察到了銣原子束Ramsey微波共振信號，中心線寬為700Hz；在此基礎上實現了系統的閉環鎖定，短期穩定度指標為7E-11/1s；另外，課題組還提出了一種鎖定半導體雷射器頻率的新方法。 總之，光抽運光檢測銣束原子鐘有望成為一種能夠守時、授時、小型的準一級量子頻標
