脈沖光抽運銣原子鐘的穩(wěn)定度會受到多種因素的影響,其中磁場就是重要的影響因素之一。分析了C場電流對脈沖光抽運銣原子鐘穩(wěn)定度的影響,利用差動放大器為核心設(shè)計研制了新型C場電流源。測試表明,電流源1 Hz和10 Hz處的噪聲分別為3nA/Hz^1/2和1.5nA/Hz^1/2,電流相對起伏為2×10^-5,溫度漂移為5ppm/℃。它產(chǎn)生的C場對脈沖光抽運銣原子鐘1s處穩(wěn)定度的影響小于7×10^-16,1ks處的影響小于1×10^-16,10ks處的影響小于5.3×10^-17。結(jié)果表明,該電流源的噪聲、相對起伏和溫度漂移等性能滿足脈沖光抽運銣原子鐘要求。

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【部分圖文】：

圖１ＰＯＰ銣原子鐘的腔泡系統(tǒng)及Ｃ場

］Ｂ＝Ｂ０＋Ｂｒ＋Ｂｓ，（２）式（２）中，Ｂ０是由通電螺線管產(chǎn)生，即Ｃ場，它的穩(wěn)定性直接由Ｃ場電流決定。Ｂｒ為剩余地磁場，Ｂｓ是磁屏蔽材料自身的剩磁。在工程化研制中，采用特殊設(shè)計和材料，Ｂｒ和Ｂｓ對ＰＯＰ銣原子鐘穩(wěn)定度的影響在１０－１６量級。因此，本文只考慮Ｃ場對ＰＯＰ銣原子鐘的....

圖２以差動放大器為核心的電流源

和寬分別為６．３４ｃｍ和３．８６ｃｍ，左側(cè)的ＤＢ９接口是上位機(jī)用來設(shè)定電流值的大小。圖２以差動放大器為核心的電流源圖３Ｃ場電流源實物照片理論上，圖２所示電路輸出電流Ｉ０可表示為Ｉ０＝Ｖｒｅｆ（Ｒｆ２／Ｒｇ２＋Ｒｆ１／Ｒｇ１·Ｒｆ２／Ｒｇ２）Ｒｆ（１＋Ｒｆ２／Ｒｇ２）＋Ｒｌｏａｄ（....

圖３Ｃ場電流源實物照片

和寬分別為６．３４ｃｍ和３．８６ｃｍ，左側(cè)的ＤＢ９接口是上位機(jī)用來設(shè)定電流值的大小。圖２以差動放大器為核心的電流源圖３Ｃ場電流源實物照片理論上，圖２所示電路輸出電流Ｉ０可表示為Ｉ０＝Ｖｒｅｆ（Ｒｆ２／Ｒｇ２＋Ｒｆ１／Ｒｇ１·Ｒｆ２／Ｒｇ２）Ｒｆ（１＋Ｒｆ２／Ｒｇ２）＋Ｒｌｏａｄ（....

圖４電流噪聲譜測試原理框圖

３實驗測試分析實驗中，ＰＯＰ銣原子鐘所需的Ｃ場強(qiáng)度Ｂ０約為２μΤ，Ｃ場線圈的磁場電流系數(shù)約為２μΤ／ｍＡ，因此以下測試均將Ｃ場電流源的輸出電流大小設(shè)為１ｍＡ，這樣Ｃ場對原子鐘穩(wěn)定度的影響系數(shù)（２Ｋ０ｋ２Ｉ０／ｖ０）約為６．７３×１０－１１。用動態(tài)信號分析儀（ＳＲ７８５，Ｓｔａｎｆ....

本文編號：4046436