铷原子喷泉钟的误差评估与性能改进

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maowangaa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文介绍了在上海光机所量子光学实验室研制的铷原子喷泉钟平台上所做的喷泉钟误差评估与性能改进工作。为了提升喷泉钟的指标,我们对喷泉钟物理系统实施了改造,优化了Ramsey腔的微波耦合,调低了原子自由飞行区的工作温度,改善了物理系统的磁场和真空环境,以降低相关频移量的不确定度。新的更加稳定的激光器的引入使得喷泉的连续运转时间得到延长,而新的数字电压控制链路的引入降低了恒温控制晶体振荡器输出频率的噪声。在改进之后,在喷泉的特征运行周期中,俘获原子数108个,探测到原子数5×105个,原子温度达到2μK,测试得到的Ramsey条纹的信噪比达到246。最终喷泉钟和氢钟比对得到的分数频率稳定度指标达到2.7×10-13τ-1/2,在32800 s积分时间下,稳定度达到1.6×10-15。我们的喷泉钟采用本机振荡器锁定模式,在这种运行模式下,晶振的老化会对原子喷泉的频移量有所贡献,即剩余频率漂移,我们评估得到该频移量为-3(2)×10-16。在误差评估过程中,我们采用了一种被称为自比对的评估方法,它不需要额外的频率参考装置,并且评估结果具有更高的不确定度的评估精度,它适用于分布腔相移、光频移以及冷原子碰撞频移等的评估。采用一系列的手段来提高喷泉钟的可靠性,这延长了喷泉钟的连续运行时间,并使得我们可以开展喷泉钟的频率溯源工作。我们搭建了一套GPS共视比对装置,实现了喷泉和IGST的频率比对,在120000s的积分时间下,喷泉和IGST比对得到的稳定度达到3.5×10-15,该指标受限于频率传递链路的噪声。而喷泉钟溯源到UTCr的频率结果与自评估结果也获得了很好的一致性。进一步的准确度评估以及性能改进的工作正在进行中。
其他文献
本文为发掘在正负电子对撞机(特别是运行在Z共振峰附近的正负电子对撞机即Z-玻色子工厂)中可展开的有意义的实验物理研究,专注于显双重味(味道)介子Bc介子及其激发态和双重味重子
本论文开展了两个方面的工作:探索溶胶凝胶包埋法制各无机生物复合材料的合成条件和机理;高分辨X射线荧光谱仪对含Mn过渡金属化合物的荧光发射谱和自旋相关近边吸收谱的实验研
学位
光纤传感器具有其它传感器无法比拟的优点,所以近年来成为测量技术的新发展方向,光纤传感器在声学测量上的应用已成为研究热点,已被应用在石油勘探、水声探测等领域。 本文首
  本文着重研究了几种利用光学成像技术测量大气光学湍流的方法。研制了一种既可以在白天又可以在夜晚观测的大气相干长度仪,它利用差分像运动测量法(DIMM)测量光束的到达角
期刊
心脏是一个复杂的、受到神经、血压、激素等多种因素调节并控制的、开放的、非线性的和远离平衡态的动力学系统。心脏的电活动按一定的节律控制着心脏的跳动,心脏电活动中的任
暗物质和暗能量被称作是21世纪基础物理学领域的“两朵乌云”。尤其是暗物质,其所谓“存在性”已经在不同的时间和空间尺度上被证实。现阶段,主要的暗物质粒子探测手段有三种:
北京正负电子对撞机(BEPC)及其探测器-北京谱仪(BES),自1989年建成以来,在2-5GeV这一能区已成功地运行了12年,取得了重要的物理成果。如今,原来的加速器和探测器已经不能满足进一
学位
本文研究了数值相对论的若干应用。  我们研究了标量场自相互作用λφ4对AdS时空不稳定性的影响,包括它对临界振幅,表观视界形成时间,“稳定岛”大小以及能量输运的影响。数值
随着先进薄膜生长工艺和超精细版图技术的出现,已经能够制备出量子阱、量子线和量子点等各种维度的半导体纳米结构。由于载流子运动的量子束缚效应,纳米结构显示出了丰富的光谱
学位