標準頻率源L03S100D15

    隨著現代科技的發(fā)展,時間及頻率計量的意義已日益明顯。例如,在衛(wèi)星發(fā)射、導彈跟蹤、飛機導航、潛艇定位、大地測量、天文觀測、郵電通信、廣播電視、交通運輸、科學研究、生產及生活等各個方面,都需要對時間及頻率的計量,也都離不開對時間及頻率的計量。

    1.原子頻標的基本原理

    根據量子理論,原子或分子只能處于一定的能級,其能量不能連續(xù)變化,而只能躍遷。當由一個能級向另一個能級躍遷時,就會以電磁波的形式輻射或吸收能量,其頻率∫嚴格地決定于兩能級之間的能量差,凡為普朗克常數;ΔE為躍遷能級間的能量差:從高能級向低能級躍遷,輻射能量;反之,則吸收能量。與此相對應,原子頻標亦可分為激射器型和吸收型兩類。由于該現象是微觀原子或分子所固有的,所以非常穩(wěn)定。若能設法使原子或分子受到激勵,便可得到相應的穩(wěn)定而又準確的頻率。這就是原子頻標的基本原理。

    第十三屆國際計量大會通過新的原子秒的定義:秒是與銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級間躍遷相對應的輻射的91呢“1770個周期的持續(xù)時間。原子時的時刻起點為1958年1月1日0時。

    如今,銫原子鐘的精度已達1013~1014量級,甚至更高。這相當于數十萬年乃至百萬年不差1s。銫原子鐘有大銫鐘和小銫鐘兩種,兩者的原理相同,大銫鐘都是安置于專用實驗室的頻率基準,小銫鐘則可作為良好的頻率工作標準。

    .氫原子鐘

    氫原子鐘亦稱氫原子激射器。它是從氫原子中選出高能級的原子送入諧振腔,當原子從高能級躍遷到低能級時,輻射出頻率準確的電磁波,可用其作為頻率標準。氫原子鐘的短期穩(wěn)定度很好,可達10lz1~10ls量級;但由于儲存泡壁移效應等影響,其精度只能達到10⒓量級。

   銣原子鐘

  銣原子鐘是一種體積小、重量輕、便于攜帶的原子頻標,由于存在老化頻移等影響,其精度約為10ˉ11量級,只能作為工作標準。