一種CPT銫原子鐘控制系統的設計

2020-12-21 電子技術應用

1967年國際計量大會將時間單位秒定義為原子秒,時間秒是基於銫原子(133Cs)在其基態的超精細能級間躍遷頻率(9 192 631 770 Hz)[1]。傳統原子鐘精確度很高,但由於其體積很大,應用範圍較小,1976年ALZETTA C等人發現粒子數相干布居囚禁(Coherent Population Trapping,CPT)現象[2],這使原子鐘系統向微型化發展成為可能[3]。隨著科技發展,精確定時在水下石油勘探、行動網路通信和全球定位系統等領域的應用,推動了緊湊型、高性能原子鐘的發展[4],所以研製具備小型化、低相位噪聲、低功耗、高頻率穩定度的原子鐘具有重要意義。而原子鐘外圍控制電路作為原子鐘系統重要組成部分,是實現精準頻率輸出的關鍵。

本文基於相干布居數囚禁(CPT)原理,設計並研發了銫原子鐘外圍,包括硬體電路主要模塊設計方案和軟體算法等,並對電路主要模塊進行相關參數測試。

作者信息:

王淼兒,姚 燕

(中國計量大學 計量測試工程學院,浙江 杭州310018)

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