检索结果-内蒙古大学图书馆

计量学报 2025年

作者：王艳杨涛慈骋薛振宇林弋戈中国计量大学信息工程学院中国计量科学研究院国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准)

现有乙炔饱和吸收稳频激光系统的稳定度和准确度远超波长计校准的需求。为适用于通讯波段波长计的校准，研制了一套集成化乙炔线性吸收稳频激光系统。该系统采用一次谐波线性吸收稳频的方法，使窄线宽单频激光器（DFB）输出的激光频率... 详细信息

现有乙炔饱和吸收稳频激光系统的稳定度和准确度远超波长计校准的需求。为适用于通讯波段波长计的校准，研制了一套集成化乙炔线性吸收稳频激光系统。该系统采用一次谐波线性吸收稳频的方法，使窄线宽单频激光器（DFB）输出的激光频率锁定在乙炔(13C2H2)的194.369 5 THz（1 542.38 nm）吸收谱线上。通过采用光纤输出搭配5.5 cm乙炔气室的光学系统来探测乙炔吸收信号，提高了光学系统的稳定性，同时将光学系统和电学系统集成在一个紧凑的213.2 mm×128.7 mm×300 mm的机箱中，通过该集成化的光电结合系统实现了乙炔稳频系统的自动锁定功能。研制的这套紧凑、低成本、稳定的乙炔稳频激光器系统，其1 s频率稳定度可以达到2.3×10-9，经光学频率梳测量得到该系统的绝对频率值为194 369 563.8（4） MHz。

关键词：光学计量激光稳频线性吸收一次谐波 1.5μm通讯波段

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异地光频梳校准方法实验研究

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计量学报 2025年第2期46卷 259-266页

作者：席文飞孟飞林百科苏亚北薛潇博赵耀高业胜曹士英林弋戈郎利影方占军河北工业大学电子信息工程学院天津300401 中国计量科学研究院时间频率计量研究所北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029 北京无线电计量测试研究所计量与校准重点实验室北京100854 中国电子科技集团公司第四十一研究所山东青岛266555

为实现异地校准光频梳,提出了利用1台稳频激光器作为传递标准器的校准方法并进行了实验研究。实验首先利用中国计量科学研究院的标准光频梳,标定了传递激光器的频率均值为194369489387885 Hz,相对扩展不确定度为1.03×10^(-13)(k=2)... 详细信息

为实现异地校准光频梳,提出了利用1台稳频激光器作为传递标准器的校准方法并进行了实验研究。实验首先利用中国计量科学研究院的标准光频梳,标定了传递激光器的频率均值为194369489387885 Hz,相对扩展不确定度为1.03×10^(-13)(k=2),平均秒级稳定度为1.7×10^(-13)。该实验持续一年半时间,并经过数次长途搬运。在此基础上,实验通过传递激光器分别对2台异地光频梳进行了校准,其中使用参考到氢钟的光频梳测量均值为194369489387827 Hz,相对扩展不确定度为3.2×10^(-13)(k=2),校准值为+58 Hz,平均秒级稳定度为2.0×10^(-13);使用参考至铷钟的光频梳测量均值为194369489388579 Hz,相对扩展不确定度为5.8×10^(-11)(k=2),校准值为-694 Hz,平均秒级稳定度为4.5×10^(-12)。此研究为参考到微波频率标准上的光频梳远程校准提供了新的途径。

关键词：计量学绝对频率测量光频梳远程校准稳频激光器光频标

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原子钟技术发展与“秒”定义变革

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计测技术 2025年第2期 5页

作者：陈伟亮刘昆戴少阳郑发松左娅妮房芳中国计量科学研究院国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准)

介绍了用作频率标准的高性能冷原子钟的发展现状，阐述了喷泉钟与光钟的基本原理、性能指标、在计量和其他领域的应用及发展趋势，分析了原子钟技术发展对“秒”定义变革的影响，探讨了“秒”定义变革的路径和现状。指出可通过提升相干... 详细信息

介绍了用作频率标准的高性能冷原子钟的发展现状，阐述了喷泉钟与光钟的基本原理、性能指标、在计量和其他领域的应用及发展趋势，分析了原子钟技术发展对“秒”定义变革的影响，探讨了“秒”定义变革的路径和现状。指出可通过提升相干作用时间、降低原子温度、优化不确定度评估策略等方式提升原子钟性能，提出通过时空一体化测量、优化引力红移评估手段、建立高水平洲际远程比对链路等方式，进一步提升原子钟的不确定度水平及扩大应用范围。

关键词：原子钟喷泉钟光钟不确定度秒定义

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NIM5驾驭氢钟守时能力分析

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 129-136页

作者：王玉琢徐倩刘昆房芳张爱敏中国计量科学研究院北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029

时间频率量值源头的独立自主是建设我国综合PNT体系的重要基础。为进一步评估基于我国国家秒长基准的原子时标守时能力,利用改进的有限脉冲响应钟差预测与频率调控方法,对激光冷却铯原子喷泉钟与氢钟的频差实测数据进行后处理,分别产生... 详细信息

时间频率量值源头的独立自主是建设我国综合PNT体系的重要基础。为进一步评估基于我国国家秒长基准的原子时标守时能力,利用改进的有限脉冲响应钟差预测与频率调控方法,对激光冷却铯原子喷泉钟与氢钟的频差实测数据进行后处理,分别产生了自主型时标和溯源型时标。通过国际原子时合作链路将两个时标与协调世界时进行了长期比对实验,结果表明:2021年12月~2022年12月期间,两个时标的时间偏差均优于±4 ns、频率稳定度均优于8×10^(-16)/5 d。

关键词：铯原子喷泉钟秒长基准原子时标原子钟驾驭算法

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长期稳定度2.6×10 ^(-16) 的工程化高可靠铷原子喷泉钟

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 79-86页

作者：陈伟亮刘昆郑发松戴少阳房芳中国计量科学研究院北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029

随着喷泉钟运行可靠性的提升和激光技术的日趋成熟,喷泉钟不仅可以作为基准钟驾驭原子时标,提升原子时标的长期稳定度和准确度指标,还可以紧驾驭氢钟作为复合守时钟使用。铷原子的基态超精细能级跃迁作为次级秒定义,具有碰撞截面小,冷... 详细信息

随着喷泉钟运行可靠性的提升和激光技术的日趋成熟,喷泉钟不仅可以作为基准钟驾驭原子时标,提升原子时标的长期稳定度和准确度指标,还可以紧驾驭氢钟作为复合守时钟使用。铷原子的基态超精细能级跃迁作为次级秒定义,具有碰撞截面小,冷却激光运行可靠性高的优势,更加适合工程化。中国计量科学研究院研制的工程化铷原子喷泉钟采用双金属微波真空一体腔提升系统温度适应性,采用小型化光学系统和笼式结构探测光系统提升了运行可靠性,实现了铷喷泉钟长期准连续运行,年运行率达到97.5%。通过1年的比对测试,铷喷泉钟与NIM5铯喷泉钟频率比对的长期稳定度优于3.7×10^(-16),单台喷泉钟的长期频率稳定度优于2.6×10^(-16)。

关键词：铷喷泉钟长期稳定度准连续运行

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绝对重力仪的技术发展:光学干涉和原子干涉

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光学学报 2021年第1期41卷 37-52页

作者：吴书清李天初中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 国家市场监管总局时间频率计量基准重点实验室北京100029

绝对重力仪是直接开展绝对重力测量的精密计量仪器。绝对重力测量是指对地球表面重力加速度值的直接测量,其在地球科学和计量科学等领域都有十分重要的应用。历史上最早的绝对重力测量约在1590年。1590~1960年,主要利用摆仪的摆长和自... 详细信息

绝对重力仪是直接开展绝对重力测量的精密计量仪器。绝对重力测量是指对地球表面重力加速度值的直接测量,其在地球科学和计量科学等领域都有十分重要的应用。历史上最早的绝对重力测量约在1590年。1590~1960年,主要利用摆仪的摆长和自由摆周期来开展绝对重力测量。自1960年起,随着激光技术的发明,高精度绝对重力测量有了新的发展,人们开始利用宏观物体自由运动(自由下落或上抛)的方法开展绝对重力测量,形成了激光干涉绝对重力仪。1991年,美国斯坦福大学朱棣文教授小组首次利用冷原子团的自由运动进行绝对重力测量,实现了第一台原子干涉绝对重力仪。中国计量科学研究院是我国最早开展绝对重力仪研制的单位,本文结合中国计量科学研究院绝对重力仪研制经验,综述了激光干涉绝对重力仪和原子干涉绝对重力仪的技术发展,尤其是激光技术的发明对绝对重力仪的技术发展带来的革命性技术变革。

关键词：原子与分子物理学重力加速度绝对重力测量绝对重力仪光学干涉激光冷却原子干涉

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用于激光频率参数测量的飞秒光学频率梳

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 31-46页

作者：韩羿曹士英宋文霞左娅妮房芳中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029

近年来随着光纤制造技术和飞秒激光技术的成熟,以掺铒(Er)光纤光学频率梳为代表的频率梳技术,逐步突破了光学频率测量领域,在长度测量、精密光谱分析、超低相位噪声微波频率产生、精密时间频率传递、温度测量等领域发挥出越来越重要的作... 详细信息

近年来随着光纤制造技术和飞秒激光技术的成熟,以掺铒(Er)光纤光学频率梳为代表的频率梳技术,逐步突破了光学频率测量领域,在长度测量、精密光谱分析、超低相位噪声微波频率产生、精密时间频率传递、温度测量等领域发挥出越来越重要的作用,已成为许多高端科研领域的基础性工具。但飞秒光学频率梳所解决的重要问题是对激光频率进行测量。本文主要面向激光频率参数测量的需求,研制基于掺Er光纤飞秒激光器的光学频率梳,在实现光学频率梳稳定运转的前提下,通过非线性光学频率变换技术,实现光谱范围从掺Er光纤光学频率梳的中心波长向各个待测激光波长的转换,并完成与多个不同波长激光的拍频信号探测。目前已验证的飞秒光梳可测频率范围为500~2000 nm;频率稳定度和准确度为10^(-16)量级;线宽为Hz量级。该指标满足了激光频率特性参数测量的需求,为激光绝对频率、频率漂移、线宽等参数的测量提供了基础性的测量工具。

关键词：光学频率梳频率测量拍频稳定度线宽绝对频率

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基于NIM-Sr1光晶格钟驾驭氢钟产生本地时标的研究

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 137-144页

作者：朱琳王强王玉琢林弋戈方占军中国计量科学研究院时间频率计量研究所北京100029 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 清华大学精密仪器系北京100084

光钟在生成高性能原子时标方面有很大的潜力。本文介绍了以中国计量科学研究院(NIM)的NIM-Sr1光晶格钟为参考生成本地时标的基本思路,评估了实验室目前用作飞轮振荡器的HM57氢钟的噪声参数。针对NIM-Sr1光晶格钟作为基准钟长期间歇运行... 详细信息

光钟在生成高性能原子时标方面有很大的潜力。本文介绍了以中国计量科学研究院(NIM)的NIM-Sr1光晶格钟为参考生成本地时标的基本思路,评估了实验室目前用作飞轮振荡器的HM57氢钟的噪声参数。针对NIM-Sr1光晶格钟作为基准钟长期间歇运行时的运行率和时间分布,设计了对测量数据的分段处理方式。通过对2022年9月和10月NIM-Sr1光晶格钟与HM57氢钟比对数据的后处理,生成了光钟驾驭的纸面时标TS(P),其在60天内相对于TT(BIPM22)的最大时间偏差为0.7 ns,验证了驾驭方法的可靠性。搭建了以NIM-Sr1光晶格钟为参考驾驭HM57氢钟生成本地实时物理时标的实验系统,并评估了2023年4月生成的实时物理时标TS(R)的性能,其在30天内相对于UTC的最大时间偏差为0.89 ns。

关键词：时标光钟驾驭氢钟

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基于系数搜索的振动补偿在平台重力测量中的应用研究

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振动与冲击 2023年第16期42卷 300-305页

作者：牟宗磊李振飞胡若要佳敏冯金扬山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 中国计量科学研究院北京100029 国家市场监管总局时间频率与重力计量基准重点实验室北京100029

平台式绝对重力仪在测量过程中受振动干扰的影响较大,主要采用振动补偿的方法处理振动干扰,提高测量精度。基于自主研制的激光干涉式绝对重力仪搭建了一套模拟车载平台绝对重力测量系统,利用基于系数搜索的振动补偿方法来减小振动干扰... 详细信息

平台式绝对重力仪在测量过程中受振动干扰的影响较大,主要采用振动补偿的方法处理振动干扰,提高测量精度。基于自主研制的激光干涉式绝对重力仪搭建了一套模拟车载平台绝对重力测量系统,利用基于系数搜索的振动补偿方法来减小振动干扰对重力测量的影响,在三种不同地面环境进行试验并对振动情况进行了评估。试验结果表明,经过振动补偿,室内地面环境重力值标准差减小83%,室外方砖地面环境重力值标准差减小41%,室外柏油地面环境重力值标准差减小60%,三种工况下重力值测量准确度均优于2 mgal。基于系数搜索的振动补偿方法可为平台式绝对重力仪的重力测量提供参考。

关键词：激光干涉绝对重力仪平台式系数搜索振动补偿

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NIM-Sr2锶原子光晶格钟物理系统研究

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 87-94页

作者：卢炳坤廖堂银杨涛林弋戈方占军中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 清华大学精密仪器系北京100084 国家市场监管重点实验室(时间频率与重力计量基准) 北京100029

锶原子光晶格钟在基础物理研究和时间频率精密测量领域中占有重要的地位。中国计量科学研究院在第1套锶原子光晶格钟NIM-Sr1的基础上,开展了进一步提升光钟性能的研究,研制出了第2套锶原子光晶格钟NIM-Sr2。NIM-Sr2的物理系统在量子参... 详细信息

锶原子光晶格钟在基础物理研究和时间频率精密测量领域中占有重要的地位。中国计量科学研究院在第1套锶原子光晶格钟NIM-Sr1的基础上,开展了进一步提升光钟性能的研究,研制出了第2套锶原子光晶格钟NIM-Sr2。NIM-Sr2的物理系统在量子参考体系制备、钟激光探寻及系统频移评估等方面进行了重新设计。在原子炉和磁光阱之间新增真空差分结构,使原子炉的运行对磁光阱区域真空压力的影响降低到1×10^(-8) Pa;将塞曼减速器中的通电线圈替换为永磁铁,优化了水冷反亥姆霍兹线圈的缠绕方式,并向外延伸塞曼减速器通光窗口,把磁光阱区域环境温度的不均匀性降低到了0.166 K。系统频移评估表明,这些物理系统的改进显著减小了NIM-Sr2的系统频移不确定度,达到了7.2×10^(-18)。

关键词：光钟光晶格系统频移评估物理系统

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