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激光代替微波探测打造便携式原子钟OFweek激光网dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 18:08:51 阅读: 来源:甲基硅酸钠厂家

激光代替微波探测:打造便携式原子钟 - OFweek激光网

OFweek激光网讯:来自麻省理工学院(MIT)和德雷伯实验室的研究人员提出一种新的方法用于原子计时,这种方法或许可以使便携式原子钟更稳定,更精确。尺寸也有可能缩小到一个魔方大小,而不再是一间屋子。 芯片尺寸的原子钟(CSACs)已经商业化,研究人员说这些火柴盒大小的低功率器件,随时间漂移,而且比喷泉钟精确性差,比设定世界标准时间的原子钟大很多。但是,喷泉钟是最精确的计时器,不可能为了便携而牺牲稳定性。 Krish Kotru既是MIT航空航天学院的研究生同时也是德雷伯实验室的研究员,他说道: 你可以在皮卡或者拖车上放一台原子钟,但我猜它无法承受路上的颠簸。我们有一个好方法可以做出一个紧凑的强大的时钟,比CSACs要好几个数量级,而且长时间内更稳定。 在新的时钟里,基于受激拉曼跃迁,碱金属原子与光子以一定的顺序被提取出来。研究人员实施了被称为拉曼绝热快速通道(ARP)的方法,这是探究原子光学的一种路径,可以使时钟有两个数量级的提高。 Kotru说这种便携式,稳定度好的原子钟可以在没有GPS信号的环境中使用,比如在水下或者室内。也可以在军事上的恶劣环境中使用,这种环境中传统的导航系统都被信号干扰了。 激光代替微波探测 如今最精确的原子钟是以铯原子作为基准。从1960年以来,一秒被定义为铯原子在两个能级间振荡9,192,631,770次所用的时间。为了测定这个频率,喷泉钟上抛冷铯原子云几英尺高,通过微波光束,测定他们上抛,回落的振荡。 该研究组选择用激光束取代微波束,这样会更容易在空间中控制,需要的空间也更少。虽然一些原子钟也会使用激光束,但他们经常会受到 AC斯塔克位移 困扰,这时由于原子暴露在激光器产生的电场中时,它的谐振频率会产生位移。这种位移会轻易毁掉原子钟的精确度。Kotru和他的团队试图寻找到使用激光束,同时能避免AC斯塔克位移的方法。 基于激光的原子钟,激光光束的频率和强度是固定的。但拉曼ARP应用的激光脉冲强度和频率是变化的。 Kotru说: 对于我们的方法,我们打开激光脉冲和调节它的强度,都是逐渐的将它打开和关掉。我们调制激光的频率,把它限制在很窄的范围内。仅仅通过做好这两项工作,就可以很大程度的降低系统效应的影响,比如斯塔克位移。 他认为这种系统的稳定性和精确度可以媲美现如今在GPS卫星中使用的基于微波的原子钟,但那种原子钟笨重而且昂贵。 该团队现在正致力于减小系统其他组件的尺寸,包括真空室和电子设备。

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