| 摘要 | 近年来,基于相干布居囚禁原理(CoherentPopulationTrapping)实现的新型原子钟以其优越的性能和潜在的军事和民用价值,受到了国际频标界研究人员的广泛关注。在欧洲,依托于空间导航定位系统Galileo计划,意大利国家电子研究所(IEN)正在研制的CPT87Rbmaser,近期已获得了秒稳8×10-13,10000秒稳定度3×10-14的实验结果,并且已经进入工程化样机阶段。国家授时中心量子频标研究团组瞄准这一国际前沿,已开展了基于相干布居囚禁原理的新型原子钟--CPT87Rbmaser的研制工作。本文简要介绍了该原子钟的工作机理和国内外的研究现状,报道了我们实现CPT87Rbmaser实验装置的设计框图及研究进展。在目前报道的CPTmaser的方案基础上,我们拟实施一些改进方案；其一,为提高原子钟的连续可靠性,我们开发全自动控制的、稳定可靠的小型半导体激光系统。该自动系统能够为钟频率伺服系统提供激光器运行状态信号,以便避免误控制和实时监控钟运行状态。其二,在频率合成链路方面,不同于传统原子钟在微波信号频率伺服控制处理方法,为减小钟物理部分的鉴频误差电信号对本地晶体振荡器频率稳定度的影响,我们采用数字频率补偿方法,而非直接电控制该晶振频率。该方法还可以避免因晶振老化引起校正频率溢出调节范围而造成的失锁,也可让我们灵活的采用合理的数据处理方法和计算参数来充分利用本地晶体振荡器优良的短稳特性和噪声特征,提高原子钟长期稳定度。目前,我们已完成了部分激光稳频控制电路和射频电路的研制,微波频率综合电路中使用创新性锁相方案,获得的近旁频相噪优于国际上相关的报道。 |
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