检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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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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重频可调谐U波段被动谐波锁模光纤激光器

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红外与激光工程 2024年第8期53卷 40-48页

作者：王明娇黄千千李卫淅田昊晨黄梓楠牟成博上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海200444 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 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083

U波段(1 625~1 675 nm)高重频锁模光纤激光器在甲烷气体检测、扩展通信波段、光子显微镜、眼部手术等领域有广泛的应用前景。基于被动谐波锁模(Harmonic Mode-Locking, HML)的孤子自频移(Soliton Self-Frequency Shift, SSFS)技术是一... 详细信息

U波段(1 625~1 675 nm)高重频锁模光纤激光器在甲烷气体检测、扩展通信波段、光子显微镜、眼部手术等领域有广泛的应用前景。基于被动谐波锁模(Harmonic Mode-Locking, HML)的孤子自频移(Soliton Self-Frequency Shift, SSFS)技术是一种实现高重频U波段激光输出的有效方式。首先搭建了基于非线性偏振旋转(Nonlinear Polarization Rotation, NPR)的被动HML光纤激光器,并以此为种子源,通过级联的放大系统将输出功率最高放大至1.7 W。而后将放大的脉冲输入到一段反常色散的色散位移光纤(Dispersion-Shifted Fiber, DSF)中,利用SSFS效应将其中心波长频移至U波段。研究了其中三个重复频率(722.0、941.7、1 224.2 MHz)状态,系统地探究了脉冲重复频率对SSFS的影响。首次使用NPR被动HML光纤激光器作为SSFS效应种子源,实现了波长可覆盖整个U波段范围的GHz脉冲输出。

关键词：谐波锁模光纤激光器 U波段孤子自频移非线性偏振旋转

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基于光谱增强技术实现对532 nm波长激光频率标定

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物理学报 2024年第9期73卷 116-124页

作者：赵瀚宇曹士英戴少阳杨涛左娅妮胡明列天津大学精密仪器与光电子工程学院教育部光电子信息技术重点实验室天津300072 中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所北京100029 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)北京100029

碘稳频532 nm Nd:YAG激光器在复现长度单位“米(m)”、绝对重力测量、引力波探测、精密光谱学、长度计量等领域有着重要应用,对其进行频率测量和标定对于激光器的性能评价具有重要意义.本文采用自行研制的掺Er光纤光学频率梳作为光源,... 详细信息

碘稳频532 nm Nd:YAG激光器在复现长度单位“米(m)”、绝对重力测量、引力波探测、精密光谱学、长度计量等领域有着重要应用,对其进行频率测量和标定对于激光器的性能评价具有重要意义.本文采用自行研制的掺Er光纤光学频率梳作为光源,对其扩谱后的1μm波段进行光谱增强并结合倍频晶体将光学频率梳输出的1.5μm波段光脉冲扩展到532 nm波段.其中掺Er光纤光学频率梳输出功率20 mW,首先经过掺Er光纤放大器将功率提到370 mW,经过脉冲压缩后脉冲宽度为45.7 fs,此后经过高非线性光纤扩谱实现光谱覆盖至1μm,输出功率为180 mW.扩谱后的1μm波段激光经过掺Yb光纤放大器放大至601 mW,经过压缩后脉冲宽度为84.6 fs,压缩后功率为420 mW.采用MgO:PPLN晶体对压缩后激光进行倍频得到155 mW的532 nm激光,倍频效率为36%.利用该系统分别对碘稳频532 nm Nd:YAG激光器输出的基频光1064 nm和倍频光532 nm进行拍频,获得了优于40 dB信噪比的拍频信号,后续进行了超过10 h的连续测量,测量结果与国际推荐值保持一致.

关键词：光谱增强频率测量稳频激光光学频率梳

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加速度传感器对重力仪振动补偿效果分析

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计量学报 2023年第11期44卷 1699-1705页

作者：马得凯李春剑冯金扬范锋要佳敏王启宇胡若河北工程大学数理科学与工程学院河北邯郸056038 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

为分析加速度传感器对重力仪的补偿效果,基于NIM-3C绝对重力仪搭建了平台式重力测量实验平台,并用激光测振仪输出信号作为标准信号,通过实验标定了平台式重力测量环境下MSA1000A-02、991B、INV9832-50三种不同型号的加速度型传感器的振... 详细信息

为分析加速度传感器对重力仪的补偿效果,基于NIM-3C绝对重力仪搭建了平台式重力测量实验平台,并用激光测振仪输出信号作为标准信号,通过实验标定了平台式重力测量环境下MSA1000A-02、991B、INV9832-50三种不同型号的加速度型传感器的振动采集性能。实验结果表明,为保证平台式重力测量环境下的重力测量不确定度达到mGal量级,加速度计引入的测量不确定度应在百μGal以内。在平台式重力测量工况下,传感器MSA1000A-02和激光测振仪所测振动(标准信号)的拟合二次项系数极差为2.94μGal,满足平台式重力测量环境的不确定度及带宽等的要求。

关键词：计量学绝对重力仪重力测量加速度传感器激光测振仪振动补偿标定

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重力加速度的量子测量仪器——原子干涉绝对重力仪

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物理 2024年第12期53卷 820-827页

作者：张祎阳董翔宇王少凯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 合肥国家实验室合肥230088

重力加速度是一个随时间和空间变化的物理量,在资源勘探、大地测量、计量科学等领域有非常重要的应用。重力仪是用来获取重力数据的仪器,根据标度因子获取方式的不同分为相对重力仪与绝对重力仪。绝对重力仪的测量数据能够跨越时空直接... 详细信息

重力加速度是一个随时间和空间变化的物理量,在资源勘探、大地测量、计量科学等领域有非常重要的应用。重力仪是用来获取重力数据的仪器,根据标度因子获取方式的不同分为相对重力仪与绝对重力仪。绝对重力仪的测量数据能够跨越时空直接比较与应用,因此更受关注。原子干涉绝对重力仪由于没有机械磨损,可以集高精准、长连续的绝对重力测量于一身。文章将简要介绍原子干涉绝对重力仪的基本原理、物理实现、性能指标、国内外进展以及未来发展等内容。

关键词：重力加速度原子干涉绝对重力仪性能指标

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