收藏本站
《中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高稳铷原子频标的参数优化及激光抽运铷原子频标研究

黄学人  
【摘要】:原子频标是原子物理和现代电子学相结合的高科技产物,同时又对现代科学和技术的发展有着巨大的影响,在卫星定位和导航、大地测量、数据通讯、科学研究等领域里发挥了重大作用。而铷汽泡频标以其轻便、价廉和低功耗为优势,是至今应用最广泛的一种原子频标,尤其是在空间应用上。而激光抽运铷原子频标用半导体激光器代替传统的铷谱灯作为抽运光源,理论上其短稳指标至少要比谱灯抽运频标高一数量级,且保留体积小、功耗低等优点,极有可能成为下一代星载频标。 原子频标的工作参数优化对频标性能具有十分重要的意义。原子频标不仅与选取的方案和部件的质量有关,而且与系统的密切调试相关。若参数设置不当,会严重影响频标的各项指标。本论文的主要工作是对小型化高稳铷原子频标的参数进行优化,和对激光抽运铷原子频标的实验研究。 ● 本文首先对原子频标的发展和历史进行了综述,叙述了被动型铷原子频标的基本工作原理和环路控制过程。应用环路的线性模型和噪声理论,分析了各环路部件噪声对频率稳定度的影响。 ● 从理论和实验上对影响频标短稳的因素进行分析,得出系统的短稳主要取决于量子系统的鉴频斜率和系统的噪声,针对各种影响因素,结合实验结果,对系统的若干参数进行了优化,使频标短稳达σ_y(τ)=4.2×10~(-12)/τ~(1/2)。 ● 研制了一种使用于小型化铷原子频标中的高性能微波谐振腔,它的腔频温度系数比传统的微波腔的腔频温度系数约小一个量级。根据“腔牵引效应”理论,使用这种新型的微波腔可使频标的长稳和漂移有所改善。 ● 系统分析了影响如原子频标长稳和漂移的主要因素,如光强频移、压力频移、微波功率频移和磁致频移等。为了减小这些因素对频标稳定度影响,对灯激励功率、灯温、吸收泡温度、C场电流和光强等参数进行了优化。使频标的长稳和漂移有较明显的改善。 ● 用腔外饱和吸收稳频和声光调制移频方法,对半导体激光器的频率进行稳频和移频,使激光器的频率锁定于Rb~(87)原子D_2线的超精细子能级间的跃迁频率上,使激光器的有效线宽小于1MHz。 ● 用稳频后的半导体激光器代替铷谱灯作为抽运光源,实现了激光抽运铷频标的正常运转,并对其有关指标和参数进行了初步测量。 ● 本文第六章是对激光抽运铷频标的后续工作的设想,希望通过对激光器和微波信号源的噪声进行抑制,使激光抽运铷频标的稳定度指标大大提高。 最后是本论文的总结。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O562

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张俊;翟浩;杨炜;王世伟;陆昉;卫立勋;崔敬忠;;改善铷原子钟物理部分温度系数的研究[J];宇航计测技术;2011年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨月芳;数字化铷光泵磁力仪的设计[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 薛文祥;温度对POP铷原子钟性能的影响及其光学系统小型化[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 董太乾;离子贮存及其在量子频标中的应用[J];计量学报;1986年03期
2 王义道;实验室型频标准确度国际专题讨论会[J];计量学报;1993年01期
3 王庆华,翟造成;原子频标技术及其进展[J];空间电子技术;1999年04期
4 刘宇红,张立新,邓晓慧;原子频标与卫星导航定位系统[J];空间电子技术;1999年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦绍清,朱仁发,李承烈;FCC脱硫助剂还原分解非等温反应动力学研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年03期
2 汪瑾;环氧类电子封装材料的表征及性能研究[J];安徽化工;2005年06期
3 王学智;氯化镧与联吡啶和邻菲罗啉三元配合物的热分解反应动力学[J];安徽机电学院学报;2000年03期
4 赵芸;陈翠微;;四水合乙酸鈷脱水反应的动力学[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
5 潘向东,梁日忠,李英霞,陈标华,李成岳;VPO催化剂再生动力学特性研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年03期
6 武新颖;于光认;王亚辉;刘长江;陈晓春;;多组分钼铋系催化剂补氧再生本征动力学[J];北京化工大学学报(自然科学版);2009年05期
7 武书彬;向冰莲;刘江燕;郭伊丽;孙润仓;;工业碱木素热裂解特性研究[J];北京林业大学学报;2008年05期
8 陈洁;易长海;邹汉涛;王罗新;;水性环氧树脂制备复合材料的热性能研究[J];玻璃钢/复合材料;2010年04期
9 宁伟,沈玉君,陈健,汪庆卫,陈贵康,周江;新型玻璃混合加热熔窑及其发展[J];玻璃与搪瓷;2005年03期
10 熊德元;莫炳荣;黄科林;李艳玲;黄科润;;氢化α-蒎烯树脂的热稳定性与热降解动力学[J];包装工程;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 朱孔远;谌伦建;马爱玲;;生物质与煤热解特性及动力学研究[A];2009全国可再生能源—生物质能利用技术研讨会论文集[C];2009年
2 宁伟;汪庆卫;关志峰;罗理达;陈贵康;;混熔炉的运行特点及成本分析[A];2009年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2009年
3 艾波;陈隆隆;李接励;梁济;陈明良;;DSC对尿素混合体系低共熔点的测定[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年
4 叶健青;汪晓峰;任加荣;张玉华;朱苏康;;芳砜纶纤维的热稳定性分析[A];2009年耐高温芳砜纶纤维开发应用研讨会论文集[C];2009年
5 熊伟;齐同珍;;热分析技术在中药研究中的应用[A];2010年度全国医药学术论文交流会暨临床药学与药学服务研究进展培训班论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕当振;O_2/CO_2燃烧方式下煤中S析出行为及其与Ca相互作用机制研究[D];华中科技大学;2010年
2 黄芳;高镁磷尾矿回收利用磷、镁的应用基础研究[D];昆明理工大学;2010年
3 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
4 秦麟卿;含水无机物/热固性树脂复合材料的制备及阻燃性能研究[D];武汉理工大学;2010年
5 刘秀如;城市污水污泥热解实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
6 陈葵;红霉素结晶过程研究[D];华东理工大学;2011年
7 张全国;生物质焦油燃烧动力学及其燃料特性实验研究[D];大连理工大学;2006年
8 王裕明;工业污泥与煤矸石LCFB混烧特性数值模拟及试验研究[D];重庆大学;2010年
9 林郁郁;CaO伴随生物质热裂解制油在线脱氧的实验研究[D];上海交通大学;2011年
10 李彩霞;膨润土基冶金球团粘结剂研制及构效关系研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱孔远;生物质与煤共热解实验研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨建国;毛/腈混纺制品低温染色研究[D];浙江理工大学;2010年
3 上官玉辉;冷却速度对Al-Cu合金微观组织及熔化潜热的影响[D];郑州大学;2010年
4 魏巍;极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究[D];郑州大学;2010年
5 刘慧苹;高纯度Ti_3Al粉末的制备研究[D];郑州大学;2010年
6 刘辉琴;淀粉基脂肪代用品的制备及应用研究[D];河南工业大学;2009年
7 郑玢;新型聚酰胺酰亚胺的合成及其应用性能评价[D];东华大学;2011年
8 李果;以脂肪酰氧基乙基磺酸钠为原料的复合皂的晶相分析及配方研究[D];江南大学;2011年
9 金燕;氨磷汀不同晶型制备及质量控制研究[D];大连理工大学;2011年
10 蔡婧;一维纳米材料的相平衡主导VLS生长机理及其生长动力学研究[D];南京大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李贤,周宇,曾广荣;半导体激光器的光学准直[J];电子科技大学学报;1998年05期
2 何顶新;王维;徐金榜;张克朗;;温控系统中改进的PID算法[J];电气传动;2007年08期
3 丁鸿佳,刘士杰;我国弱磁测量研究的进展[J];地球物理学报;1997年S1期
4 杨光庆,石青云,于百川;中国航空物探的现状和发展[J];地球物理学报;1994年S1期
5 蒋毅凯,李国通,杨根庆;基于定点DSP的软件锁相环的设计和实现[J];电子技术应用;2004年04期
6 孙业明;史宜巧;;基于AD7862数据采集系统的设计[J];仪器仪表用户;2009年06期
7 吴天彪;;我国地面重磁仪器的现状与前景[J];地质装备;2007年02期
8 张昌达,董浩斌;量子磁力仪评说[J];工程地球物理学报;2004年06期
9 刘国良;廖力清;施进平;;AD9833型高精度可编程波形发生器及其应用[J];国外电子元器件;2006年06期
10 张靖,陶桦,卫栋,董雅宾,耿涛,王军民,彭堃墀;Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统[J];光学学报;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 邓见辽;何慧娟;胡正峰;李琳;马易升;沈国健;王育竹;;POP原子钟研究[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 林洁丽;高分辨(饱和)分子光谱谱线线型、线宽及其应用的研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫璐;两段式DFB激光器阈值及输出特性研究[D];西南交通大学;2003年
2 杜志静;不同激光器相对于铯原子跃迁频率链的实现[D];山西大学;2006年
3 屈八一;非实时控制及其在被动型原子频标中的应用[D];西安电子科技大学;2006年
4 陈志红;被动型铷原子频标光谱灯优化设计及频标相关技术[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2001年
5 周行平;全数字磁通门的设计和实现[D];浙江大学;2007年
6 祁香兵;数字氦光泵磁力仪的设计与实现[D];浙江大学;2007年
7 时文飞;基于人工神经网络与PID的复合控制研究[D];重庆大学;2007年
8 王鑫;Rb CPT maser星载钟相关光学系统研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
9 张振宇;氦光泵磁力仪的信号检测技术研究[D];吉林大学;2009年
10 何栋培;铷原子频标的电路设计及其低相噪技术研究[D];电子科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 涂建辉;张金海;陈溶波;崔敬忠;;一种低温度敏感性铷频标物理部分研究[J];宇航计测技术;2012年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 董太乾;离子贮存及其在量子频标中的应用[J];计量学报;1986年03期
2 王义道;实验室型频标准确度国际专题讨论会[J];计量学报;1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐振华;室温下15GHz直接调制的半导体激光器[J];半导体光电;1986年01期
2 罗本清;PCM二次群和三次群光发射盘[J];半导体光电;1987年03期
3 陈其道;在快速激发下,DC—PBH 1.3μm InGaAsP/InP激光器的动态光谱展宽。[J];半导体光电;1987年03期
4 刘弘度,林祥芝,鲍学军;单纵模耦合腔半导体激光器[J];光通信技术;1987年01期
5 李林林,杨恩泽;半导体激光器的强度调制研究[J];半导体光电;1988年04期
6 冯佩珍;;光通信用长波长光电器件市场新动向[J];激光与红外;1988年07期
7 李及,闫军;半导体激光器的最新进展[J];今日科技;1996年01期
8 贾洪均;蒋涛;;国外半导体激光器发展概况[J];半导体光电;1980年04期
9 杜国同,全宝富,邓希敏,苗忠礼,高鼎三;氧化物隔离条形双异质结激光器[J];半导体光电;1981年02期
10 John Maddox;舒可;;为什么要庆祝激光器发明二十五周年[J];世界科学;1985年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张天才;侯占佳;王军民;谢常德;彭墀;;弱反馈下半导体激光器中的光子数压缩[A];第七届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];1996年
2 高业胜;郑光金;赵耀;;乙炔气体吸收半导体激光稳频技术研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 李润兵;王平;王谨;詹明生;;用P-D-H方法对半导体激光器的稳频[A];湖北省物理学会、武汉物理学会2004’学术年会论文集[C];2004年
4 陈云良;王海龙;;半导体激光器的广泛应用[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
5 陈徐宗;张剑;袁杰;陈超;王义遒;;630nm-640nm波段半导体激光频率标准的研究进展[A];第十届全国量子光学学术报告会论文论文集[C];2002年
6 潘振华;王兴;赵宇;高慧;李迎新;;多功能家用半导体激光治疗仪的研制[A];天津市生物医学工程学会2008年年会暨首届生物医学工程与临床论坛论文集[C];2008年
7 张玉驰;王晓勇;李刚;王军民;张天才;;自由运转半导体激光器边模间的强度起伏关联[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 惠荣庆;;半导体激光器四波混频中的相位噪声[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集(工科分册·上册)[C];1992年
9 赵军卫;吴勇;陈绍武;刘福华;;一种实用的连续泵浦半导体激光器驱动电源设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 张海明;王晋疆;林久令;刘旭升;陈国相;;高功率短脉冲半导体激光器驱动电源的研制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王晶;朗讯贝尔实验室推出新款半导体激光器[N];通信产业报;2002年
2 ;半导体激光器应用市场广阔[N];中国电子报;2000年
3 邵珍珍 本报记者 张显峰;蓝光半导体激光器让300张光盘变1张[N];科技日报;2005年
4 正 子;超宽带半导体激光器问世[N];光明日报;2002年
5 刘晶;超宽带半导体激光器问世[N];中国电子报;2002年
6 ;高性能超宽带半导体激光器[N];人民邮电;2002年
7 顾永强 胡燕玲;泵上掺水参数优化推荐作法[N];中国石油报;2007年
8 记者 杨耀青;我市10个项目获2840万元[N];西安日报;2011年
9 中国科学院半导体所副研究员 陈少武 韩勤;激光器家族添新丁[N];科技日报;2001年
10 本报记者 王金法通讯员 宋媛;精细管理是法宝[N];中国石化报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄学人;高稳铷原子频标的参数优化及激光抽运铷原子频标研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2001年
2 田苗苗;电泵浦有机半导体激光器及其特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
3 李再金;半导体激光器腔面光学膜关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
4 马巧梅;基于半导体激光能量源的直接成型关键技术研究[D];中北大学;2010年
5 洪治;改善高功率半导体激光器相干特性的研究[D];浙江大学;2001年
6 石英学;噪声用于半导体大功率激光器及双极晶体管可靠性研究[D];吉林大学;2006年
7 耿涛;基于光学腔量子电动力学的原子操控[D];山西大学;2006年
8 徐强;半导体激光器光束传输特性研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 于海鹰;半导体激光器与光纤高效耦合特性的研究[D];北京工业大学;2006年
10 张燕君;光电集成加速度地震检波器的理论与实验研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高扬;半导体激光器噪声测试系统的研究[D];吉林大学;2005年
2 曹兰兰;基于半导体激光器干涉测量长度方法的研究[D];北京交通大学;2011年
3 徐小红;半导体激光器寿命测试系统研制[D];中国地质大学(北京);2005年
4 刘鹏;用于半导体激光器恒流源的信号转换电路设计[D];吉林大学;2004年
5 吴加贵;半导体激光器混沌特性以及混沌同步在保密通信中的应用[D];西南大学;2006年
6 孙帅;激光束时空双域整形技术研究[D];西安工业大学;2011年
7 张丽;新型半导体激光器热特性的研究及常规量子阱激光器的优化[D];北京工业大学;2002年
8 曲航;低频1/f噪声在半导体激光器可靠性中的应用[D];吉林大学;2007年
9 孔慧君;半导体激光器非线性动态行为的研究[D];西南大学;2007年
10 王莹;半导体激光器电导数测量与可靠性分析[D];吉林大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026