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时间是重要的物理量,不仅是国际单位制中七个基本单位之一,而且关联了众多导出单位,时间的精密测量在计量领域中的地位不容小觑。作为准确稳定频率源的原子钟是数据网络运行和全球卫星定位系统的基础,在全球贸易、交通以及众多科技领域等方面做出了重要贡献。铯原子钟因长期稳定度好、准确度高而具有很高的实用价值,小型化铯原子钟可在军事、科研、计量、航天等领域发挥关键作用。本文主要研究小型化光抽运铯束原子钟的窄线宽激光器技术和伺服电路系统,旨在提高小型化光抽运铯束原子钟性能指标。 本文介绍了光抽运铯束原子钟的原理,并与磁选态铯束原子钟进行了对比,讲述了铯束原子钟中的一项关键技术,分离振荡场技术的原理。其次,本文详细介绍了本文的实验系统,小型化光抽运铯束原子钟系统。 本文的主要工作包括以下三点 1.针对现有小型化光抽运铯束原子钟实验系统,为了达到提高性能的目的,本文分析其各部分特点,依据已有技术储备和工艺基础,提出了合理可行的改进方案。 2.调研窄线宽激光器技术,选择基于干涉滤波片外腔激光器的方法,从光机电三方面实现了激光器的设计工作,制作完成的基于干涉滤波片的小型稳频外腔激光器在100rnA电流条件下输出功率达到11mW,线宽500kHz。 3.在全新设计的伺服电路控制系统的伺服下,小型光抽运铯束原子钟能够实现频率闭环锁定,短期稳定度进入10-12量级,千秒稳定度达到6.6×10-12,优于HP5017商品原子钟水平。