应用于相干布居囚禁原子钟的低相位噪声微波频率综合器

相干布居囚禁(CPT)原子钟作为微波原子钟的一种类型,由于不需要微波谐振腔即可实现微波探询,可极大降低体积和功耗,从而实现芯片级、低功耗的原子钟。CPT原子钟性能指标的主要限制因素之一是微波综合器的相位噪声,为了提升CPT原子钟的性能,研制了一种应用于CPT原子钟的低相位噪声频率综合器。实验结果表明,频率综合器在200Hz处的绝对相位噪声为108dBc/Hz。微波综合器由于Dick效应对原子钟频率稳定度的限制为8.2×10^-14,可以完全满足CPT原子钟的性能指标要求。此频率综合器也可更广泛地用于其它高性能微波原子精密测量系统以及计量标准器。     

利用CO2激光法快速制造PMMA基材的微流控分析芯片

提出一种广泛使用的CO2激光法,以直接读写烧蚀的方式,进行快速的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基材的微流控分析芯片的制造.利用此方法所制造的微流道,将以扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）及表面轮廓仪进行各项表面性质的分析.本文所发展的CO2激光烧蚀法,提供了一个可广泛使用及具有经济效应的PMMA基材的微流控分析芯片的制造方法.在此激光制程法中,微流控分析芯片的制造图案可由商业的套装软件绘制而成,再传输至激光系统中进行烧蚀微管道,结果显示利用离焦法的激光制程技术,在没有退火处理的情况下,就可以获得表面相当平滑的微流道,表面粗糙度小于4nm.     

芯片级原子钟的研究进展

芯片级原子钟是一种小型、低功耗、高精度的时间频率设备,与微惯性测量组合和卫星导航技术相结合,形成微型导航定位授时单元,可广泛应用于国民经济、军事领域和国家安全等方面。本文介绍了国内外芯片级原子钟的研究进展及现状,阐述了芯片级原子钟研制的难点及需要突破的关键技术,包括微型原子气室制备技术、微机电系统集成技术和芯片级光学频率梳技术等,最后对芯片级原子钟的发展趋势进行了展望。     

CPT原子钟系统的数字正交解调算法及实现

介绍了将数字正交解调算法应用于CPT原子钟系统的锁相环路,通过FPGA硬件结构实现解调功能所开展的研究.经MATLAB和QUARTUS2的联合仿真表明,该算法抗噪声能力强,解调结果可靠性高,是应用于高性能CPT原子钟的理想算法.实际应用于CPT原子钟的实验结果与理论预期和实验仿真结果相一致.该方案有利于原子频标的工作状态调整和保持产品性能一致性.     

激光影院有望成为现实

中科院光电研究院和北京中视中科光电技术有限公司近日宣布,他们已成功利用激光作为数字放映机光源实现了大银幕放映。这个团队使用了激光和MEMS（Micro-Electro—Mechanical Systems,微机电系统）技术。他们相信这将成为未来新一代的电影放映技术,这台激光放映机采用红绿蓝激光取代目前数字放映机中的自光和滤色镜,将激光打在德州仪器（TI）生产的MEMS数字微镜器件（DMD）上。这个器件由数百万个微镜组成,每个微镜对应银幕上的每个像素,芯片靠调节微镜方向来控制像素的打开和关闭。     

激光影院有望成为现实

中科院光电研究院和北京中视中科光电技术有限公司近日宣布,他们已成功利用激光作为数字放映机光源实现了大银幕放映。这个团队使用了激光和MEMS（Micro-Electro—Mechanical Systems,微机电系统）技术。他们相信这将成为未来新一代的电影放映技术,这台激光放映机采用红绿蓝激光取代目前数字放映机中的自光和滤色镜,将激光打在德州仪器（TI）生产的MEMS数字微镜器件（DMD）上。这个器件由数百万个微镜组成,每个微镜对应银幕上的每个像素,芯片靠调节微镜方向来控制像素的打开和关闭。     

一种低功耗被动型CPT原子钟

介绍了一款新研制的被动型相干布局囚禁(CPT)原子钟样机及其主要性能.样机功耗约为4 W,频率稳定度达到在τ＜8000s范围内优于6×10-11τ-1/2,10 MHz 输出频率在1Hz范围内的相位噪声达到-79.1dBc/Hz .所研制的CPT原子钟具有小型、低功耗的特点.     

纸基微流控芯片的印刷制造工艺及其在食品安全检测中的应用

目的 探究纸基微流控芯片的发展现状,为纸基微流控芯片进一步研发和推广应用提供借鉴和参考。方法 通过调研文献,根据检测原理及印刷制备工艺对纸基微流控芯片进行阐述,然后对微流控芯片在食品安全检测中的应用研究进展进行总结。结果 纸基微流控芯片适用于比色法、荧光法、电化学法及表面增强拉曼光谱等多种检测方法,印刷制备工艺也呈现多样化发展趋势。纸基微流控芯片检测技术成功应用于食品添加剂、污染物、成分分析及智能食品包装等安全检测领域。结论 纸基微流控芯片应用潜力巨大,仍需进一步优化技术工艺以克服制约其发展的潜在瓶颈问题。     

NIST下一代芯片级原子钟研究进展

如图1所示,NIST(美国国家标准与技术研究院)下一代微型原子钟的核心是一个芯片上的气室(以高"光学"频率"滴嗒"振动),显示在一颗咖啡豆旁。玻璃气室(芯片中的方形窗口)中含有铷原子,其跃迁提供时钟的滴嗒。整个时钟由三个微晶片组成,外加辅助电子和光学元件。一、核心组件如图1所示,NIST的物理学家和他们的合作伙伴展示了一种实验型的下一代原子钟,这种原子钟以高"光学"频率"滴嗒",比通常的原子钟要小得多,由三个小芯片加上支持电子和光学的芯片组成。     

生物微流控PCR荧光芯片微通道动态检测系统研究

研究和建立了生物微流控PCR荧光芯片微流控微通道动态检测系统,对该系统的多光路光纤校准进行了研究,获得了荧光检测的重复性(偏差:2.6%)和稳定性(偏差》2.7%)等.实验结果表明:该系统可用于准分子激光制备高聚物基生物微流控PCR荧光芯片最佳工艺激光制备参数的优化设计;可用于生物微流控PCR荧光芯片生物分析时的实时荧光定量检测;也可用于对激光荧光检测微型化技术与生物芯片光谱检测集成化提供多功能实验基础和性能评估体系.     

μ-TAS领域光谱检测"集成缩微"现状及激光微技术的研究

光谱微检测技术是微全分析系统(μ-TAS)生化芯片的常用核心技术之一.对国内外相关文献进行分析表明,"功能集成与结构缩微"技术是当前μ-TAS领域对光谱微检测提出的迫切要求.对"集成与缩微"方面研究现状进行了综述,并对与此有关的激光微技术研究作了展望.     

铯原子钟优化算法中微波幅度控制方法的研究

在铯原子钟内部,由于铯束管内存在Rabi牵引、Ramsey牵引、微波腔体牵引等因素,导致铯频标频率对微波幅度敏感。在研究微波幅度对频率影响的机理和微波幅度与跃迁几率关系的基础上,提出了一种降低频率对微波幅度变化敏感度的控制方法,试验结果表明,此方法能有效降低微波幅度的波动对频率准确度和长期稳定度的影响。     

飞秒激光冲击强化技术的研究现状及展望

作为一种微尺度范围内的表面强化技术，飞秒激光冲击强化具有热影响小、冲击深度浅、能量利用率高、工艺灵活等特点，在实现复杂形状微结构表面改性、宏观尺度零件表面微造型、微冲击成形等方面应用优势显著。概述了飞秒激光冲击强化技术的发展历程，总结了冲击模式、激光参数、附加能场等因素对强化效果的影响规律和机理，并对飞秒激光冲击强化技术的潜在应用及发展趋势进行了展望，以为突破飞秒激光冲击强化的关键问题、推动技术的产业化应用提供必要的指导与支持。     

喜树碱分子印迹聚合物的计算机模拟及性能

采用计算机模拟的方法,通过Gaussian 03模拟喜树碱(CPT)分别与ɑ-甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酰胺(AM)的复合物预组装构型,结果表明CPT与MAA形成的复合物更稳定。采用分子印迹技术,以CPT为模板分子,已二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,MAA为功能单体,通过沉淀聚合法制备了CPT分子印迹聚合物微球。以吸附量及形貌为指标,确定了最佳合成条件:以30 mL甲醇/氯仿(8:2)为溶剂、模板分子/功能单体/交联剂的摩尔比为1∶4∶15时,分子印迹聚合物微球大小均匀,平均粒径约为0.3μm。所得聚合物通过等温、选择性吸附进行表征,结果表明该分子印迹聚合物微球对CPT具有良好的吸附能力及选择性,α和β值分别为2.49,3.09,吸附量为58.00μmol/g。     

NIST新型小巧原子钟设计采用冷原子提高准确度

正美国国家标准与技术研究院(NIST)的物理学家展示了一种小巧的原子钟设计,使用的是冷铷原子,而不是惯常使用的热原子,这一改变预计会提高准确度和稳定性。一篇新发表的论文介绍,这种原子钟样机的核心(含有原子的真空室)大约是一个咖啡杯大小,体积为150立方厘米,安装在一个小的激光和电子框中。这个原子钟目前要比NIST的芯片级原子钟套装大     

飞秒激光双光子聚合三维微纳结构加工技术

飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段，已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应，可以突破经典光学理论衍射极限，实现纳米尺度的激光加工分辨力，在三维功能性微纳器件制备领域正在发挥着十分重要的作用。本文在介绍飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的光物理和光化学过程基本原理的基础上，重点回顾人们在改善加工线宽及分辨力、提高加工效率等方面的研究进展与发展概况。该技术所制备的各种微光学器件、集成光学器件、微机电系统以及生物医学器件，不仅充分展示了飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的高空间分辨力和真三维加工特点，也为其在相关前沿领域的应用提供具有启发性的思路。最后，对该技术实现高精度、高效率、低成本、大面积、多功能的三维微纳结构加工所存在的挑战和未来发展方向，进行了讨论和展望。     

芯片级原子钟的气密性能分析

基于相干布居囚禁(CPT)原理芯片级原子钟(CSAC)原子腔体积小、采用微电子机械系统硅-玻璃键合工艺制造,其气密性是决定CSAC寿命的关键因素。本文提出了"多层缓冲原子腔"方案大幅度提高原子腔的气密性能,从而提高CPT CSAC的稳定性和寿命。建立了一个"毛细管等效气流模型"模拟多层缓冲原子腔的泄漏以分析原子腔的气密性能,应用Matlab仿真对比了单层密封、多层密封、添加保护腔等不同方式下气密性能的改善幅度。仿真结果验证了"多层缓冲原子腔"在提高CPT CSAC物理系统气密性能方面的可行性和有效性,为原子腔的设计提供指导。     

原子钟在导航星和空间站的应用

２０世纪原子钟的最辉煌应用莫过于由它构成全球定位系统的核心。而６年前刚研制成功的冷原子钟 ,今天又迅速链接至空间应用 ,成为未来新一代的空间频率基准。这些原子钟 ,不仅结构紧凑、可靠性高、寿命长 ,而且具有高性能水平 ,代表着原子钟的顶尖级应用。一、便携式原子钟自２０世纪５０年代发明原子钟以来 ,有三种类别的原子钟以其便携式装置迅速进入工业应用 ,它们分别是铷原子钟、铯原子钟和氢原子钟。原子钟是一种以所用原子内部能级跃迁相应辐射频率为参考标准的频率自动控制装置 ,其实用频率源为压控晶体振荡器（５ＭＨｚ）。原子钟…     

NIST 创造新的原子钟稳定性记录

近日．美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家们在《科学快讯》撰文称其研制的一对镱原子钟试验装置创造了新的原子钟稳定性记录。稳定性是指计时装置计时周期之间差异的程度。若将该镱原子钟视为摆动的钟摆或节拍器．则可以实现从宇宙产生以来的准确计时。     

激光纹理化调控材料表面疏水性能研究进展

超疏水表面由于具有减阻、抗污、防水等独特性能,广泛应用于日常生活、军事、工业等场景,材料表面的微纳结构及化学成分对其超疏水性能有着重要影响。激光纹理化技术由于具有加工分辨率高、加工方式灵活、可加工材料多等优势,可用于制备疏水性能精确可控的表面微纳结构,在制造超疏水表面方面有着广阔的应用前景。首先,介绍了激光纹理化的作用机理,综述了常用的激光纹理化方式,如激光直接写入法、激光干涉图案化法及激光诱导周期性结构法等,并介绍了激光参数对微纳结构的影响。根据表面微纳结构的形貌、周期及尺寸特点对激光纹理化制备的表面分层微纳结构进行了总结归纳,包括覆盖随机纳米结构或激光诱导周期性结构的微沟槽、微网格、微柱及微峰,重点介绍了分层微纳结构的制备方式及微纳结构对疏水性的影响。总结了提高分层微纳结构表面疏水性的后处理方式,包括环境老化、表面化学改性及热处理等,并介绍了后处理方式调控疏水性的作用机理。最后,对采用激光纹理化技术制备超疏水表面的应用前景进行了展望。