影响铯束管寿命因素的分析

寿命问题一直是国内小型磁选态铯束管的重要缺陷,随着科技的发展,对铯束管的寿命要求越来越长,目前铯束管寿命问题已成为制约国内铯束管发展的技术瓶颈。通过介绍磁选态铯束管的工作原理及影响铯束管寿命的因素,阐述了铯炉内铯的消耗和倍增器增益随工作时间衰减对铯束管长寿命的影响。     

高性能六极型铯束管及其特性的研究

本文描述了一种新设计的六极型铯束管及其特性的研究。这种铯束管采用了“点源”-“点靶”的六极束光学配置,并用长约27cm的无多模干扰的同轴谐振器为Ramsey腔。研究表明,与当今商品铯束管相比,它具有效率高、谐振曲线好、功率频移小以及提高稳定度、准确度的潜力大等优点。     

小型磁选态铯束管的抗振动性能研究

分析了铯束管的固有振动特性,得出了铯束管的危险共振频率和结构的薄弱环节,提出了相应的振动加固措施,这些加固措施可以应用到空间铯束管的研制中。设计了铯束管的正弦扫频试验,通过试验结果与仿真结果之间的对比,验证了有限元模型的合理性和有限元分析的精度。     

铯束管的冷压焊接工艺研究

为了确保铯束管用铯泡和整管冷压焊密封的可靠性,根据金属冷压焊密封原理,模拟密封件真空工作条件,进行了一系列工艺试验研究,在对试验现象和结果进行分析的基础上得出可行的冷压焊密封工艺。     

铯束管超高真空维持特性研究

铯束管超高真空长期维持特性是铯原子钟的关键技术指标之一,真空度会影响铯原子钟的性能指标及寿命.材料表面放气率是影响铯束管真空度的主要因素.在铯束管封装过程中,必须针对不同材料制定相应的真空除气工艺来减小材料的放气率,并在铯束管内安装溅射离子泵来维持真空.本文通过理论分析,得出了铯束管内的工作压力,并测试了溅射离子泵的各...     

星载铯原子钟用高精度频率合成器设计

铯束管是一种复杂电真空器件,为了实现原子鉴频功能,需要外部电路提供频率为9192.631770 MHz的信号激励铯原子跃迁.设计了一种铯原子钟用精确频率合成器,利用DDS原理具有非线性输出特性"AD9858+滤波器"的电路结构,以80 MHz频率信号作为参考信号、输出频率为87.36823 MHz的中频信号,供锁相环产...     

一种磁选态铯束管的真空设计方法

密封铯束管是铯原子钟的物理部分, 也是一种电真空器件。但是有关铯束管的真空设计方法在文献中很少讨论。本文提出了一种设计方法, 该方法基于物理及使用要求。首先根据铯原子束流强度与铯束管内压强关系, 得出铯束管的工作压强应当满足的范围, 在此基础上以铯束管的静态放置时间的要求为依据, 定出材料单位面积平均出气率, 进而对溅射离子泵的抽速和结构提出要求。文章内容无论对磁选态还是对光抽运密封铯束管的设计都具有参考价值。     

铯原子钟日频率漂移率测量的不确定度评定

本文采用时刻比较测量方法,对铯原子钟长期特性参数之一——日频率漂移率进行测量,基于实际测量数据,分析了铯原子钟日频率漂移率不确定度来源,给出了合成不确定度评定过程和结果。     

磁选态铯束管信号微电流放大器的设计与仿真

通过对铯束管信号特性以及噪声的分析,采用高精度运算放大器OPA128LM,设计了一种可用于铯束管信号测量的放大滤波电路,并且根据需要设计了微电流源,运用Protel电路仿真软件进行仿真调试,使其达到设计要求。     

国产高性能光抽运小铯钟研制进展

介绍了北京大学利用光抽运小铯钟相比于传统的磁选态小铯钟有更高的铯原子利用率的优势,在频率稳定度方面取得的突破性进展;总结出了光抽运小铯钟达到高性能的关键因素在于铯束管优值、激光稳频和电路地噪声;最终优化后的光抽运小铯钟频率稳定度均超过了5071A优质管2倍以上,典型值为3 × 10^-12 / τ^1/2;近三年来陆续研制出8台光抽运小铯钟,初步实现了高性能光抽运小铯钟工程化。     

工业铯钟速率变化主要因素的探讨

上海天文台（ＳＯ）原子时实验室的４台工业铯钟１９８３～１９９０年连续工作了４或７年，它们的速率的长期变化与钟房的环境参数和性能参数的变化有关。本文根据有关数据，用不同的方法进行了分析，得到了一些明晰的结果。１）钟的速率变化受湿度的季节性变化影响：在相对湿度变化１％时，Ｃｓ２（１２６７）和Ｃｓ４（１４５７４）的速率变化分别为１．８９５ｕｓ／ｄ（２．２×１０－１４）和０．６１８ｎｓ／ｄ（７．１×１０－１５）。ＳＯ的原子钟房的相对湿度的年变化为２０％～８５％，引起这两台钟的速率年变化分别为１．４３×１０－１２和４．６５×１０－１４２）钟的速率变化受钟的离子泵电流参数的线性变化（从钟束管寿命的中期开始）影响：在离子泵电流参数变化１μＡ时，Ｃｓ３（１６１８０）和Ｃｓｌ（１２９９７）的速率变化分别为０．４３９ｎｓ／ａ（５．０８×１０－１５）和０．５５２ｎｓ／ａ（６．３９×１０－１５）。这两台钟的离子系电流参数的年变化分别为１６．４７μＡ／ａ和６．５３μＡ／ａ，引起的频率漂移率分别为１．６７×１０－１３／ａ（０．０３９５ｎｓ／ｄ２）和８．３×１０１４／ａ（０．０１９７ｎｓ／ｄ２）     

守时用小型氢原子钟的研制

本文报告了一种守时用小型氢原子钟的设计和研制。该钟应用了一个精密的电容式谐振腔，由于其体积很小，从而使钟的整体体积和重量较通常的氢钟大大减小。腔的Ｑ值采用正反馈获得增益，从而能维持氢脉泽振荡并改善信号的信噪比。由于采用了腔频自动调谐系统，钟的长期稳定度可与通常的氢钟相比。     

守时用小型氦原子钟的研制

本文报告了一种守时用小型氢原子钟的设计和研制，该钟应用了一个精密的电容式谐振腔，由于其体积很小，从而使钟的整体体积和重量较通常的氢钟大大减小，腔的Q值采用正反馈得增益，从而维持氢脉泽振荡并改善信号的信噪比，由于采用了腔频自动调谐,钟的长期稳定度可与通常的氢钟相比。     

小型光抽运铯束频标在不同抽运-检测机制下的光频移

本文对光抽运铯束频标中４种不同的光抽运、光检测机制下的光频移及其对频标频率准确度的影响作了计算。同时还计算了铯炉温度、微波功率及激光功率等因素的变化对光频移引起的频率移动的影响。     

小型铯束管内防止液态铯溢出炉口的机理研究

为了提高地面及星载铯原子钟的性能,开展对国外相关铯原子频标中防止液态铯溢出热炉口关键技术的研究。基于国外地面和星载的两种小型磁选态铯束管内铯炉的设计案例,以液体和多孔材料为切入点,结合阻尼器和分离器的功能特性,阐述了多孔材料能有效防止液态铯溢出的物理机理,从流体力学的角度重点分析了影响多孔材料束缚液态铯的物性参数因素,强调了进一步优化防溢铯炉设计的关键点,这对于铯炉能够获得优质的铯原子束流是非常有益的。     

小型铯束管中Majorana跃迁的成因(英文)

本文对Majorana跃迁现象进行了历史的评述,并对它的产生条件作了一般分析,着重对一种小型铯束管中产生这类跃迁的原因进行了具体的分析。分析表明,在铯束管磁场的几个区域中,都可能激发起Majorana跃迁,但最可能发生于C场屏蔽的束窗口附近。文中还讨论了消除这类跃迁的若干措施。     

时间基准的原子时代

中国入世后 ,国际交往越来越多 ,计量行业也不例外。为了帮助广大计量工作者学习英语 ,并能通过英语学习了解更多计量知识 ,本刊特于2002年第7期开始推出“计量英语角”栏目 ,采取中英文对照的方式 ,方便读者的学习 ,同时也欢迎英语爱好者为本刊投稿     

高性能铷原子钟频率长期特性参量估值算法研究

针对时间同步设备中广泛使用的铷原子钟长期特性参量估值问题,提出了一种三维状态参量实时估值模型,通过对真空及常压下连续运行两个月以上铷原子钟输出频率的连续监测,将哈德玛方差进行最小二乘非线性拟合,提取铷原子钟状态估值模型噪声参数,得到铷原子钟状态参量估值。结果表明,利用该状态估值模型对铷原子钟频率漂移率进行估值,与目前国内检定规范中通用的最小二乘估值模型相比,估值误差明显减小,更反映铷原子钟频率漂移率的实时变化情况。     

星载铯束管内铯炉的力学特性研究

在ANSYS Workbench软件中建立了星载铯束管内铯炉的有限元模型。采用兰索斯法对模型作了模态分析,获得了铯炉的固有频率及振型。利用模态叠加法对模型作了铯炉的谐响应分析,研究了铯炉及其内部关键部件的结构变形与应力分布情况。数值结果表明:炉体主体结构和铯泡支撑体是铯炉力学特性的关键环节,会影响石墨、铯泡和准直器的工作性能。针对结构设计中存在的薄弱环节,提出了对铯炉主体结构和铯泡支撑体进行改进的有效措施。改进后铯炉的力学特性增强,对比铯束管内芯的基频,可避免铯炉不会发生共振。同时,由于抑制了振动对炉体内关键部件的影响,使得铯炉对铯流体的管理能力明显增强。