本文關(guān)鍵詞：銫噴泉鐘系統(tǒng)優(yōu)化相關(guān)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 銫原子噴泉鐘 激光頻率功率控制 時(shí)序控制 相位波動(dòng) 熱效應(yīng)

【摘要】：時(shí)間頻率是國(guó)家重大信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要戰(zhàn)略資源，，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究的重要技術(shù)基礎(chǔ)。時(shí)間頻率在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、深空探測(cè)、基礎(chǔ)研究、高速通信、電力電網(wǎng)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。依照1967年第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGDM)通過(guò)的新定義，秒的定義從天文秒改為原子秒，這一定義使得秒成為當(dāng)今世界各種科學(xué)技術(shù)測(cè)量中最為精確的物理單位。銫原子鐘是復(fù)現(xiàn)秒定義的基準(zhǔn)裝置，其中最新一代的實(shí)驗(yàn)室型基準(zhǔn)銫鐘——激光冷卻-銫原子噴泉鐘是目前國(guó)際上各國(guó)計(jì)量院復(fù)現(xiàn)現(xiàn)行秒定義的手段。各個(gè)國(guó)家的銫基準(zhǔn)鐘的頻率準(zhǔn)確度代表著國(guó)家時(shí)間頻率計(jì)量體系的水平，是一個(gè)國(guó)家戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志之一。代表目前中國(guó)最高水平，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院自主研發(fā)的NIM5銫原子噴泉鐘雖然不確定度已經(jīng)達(dá)到2E-15，但目前仍處于國(guó)際第二梯隊(duì)的水平，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院在對(duì)NIM5進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和改進(jìn)升級(jí)的同時(shí)，也一直致力于對(duì)新一代NIM6銫原子噴泉裝置的研究，有希望使銫噴泉鐘的不確定度與穩(wěn)定度上升到一個(gè)新的臺(tái)階，進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。 本論文圍繞中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院自主研發(fā)的已在運(yùn)行中的NIM5銫噴泉鐘以及正在計(jì)劃搭建的新一代NIM6銫原子噴泉鐘展開，對(duì)銫噴泉鐘系統(tǒng)優(yōu)化的幾個(gè)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，研究的內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面： （1）完成NIM6銫原子噴泉鐘激光頻率功率控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。研究NIM6對(duì)激光頻率功率的控制要求，設(shè)計(jì)了基于聲光調(diào)制器AOM的控制系統(tǒng)，著重介紹了控制系統(tǒng)中的核心部件：聲光調(diào)制器（AOM）驅(qū)動(dòng)源的設(shè)計(jì)與制作，并對(duì)驅(qū)動(dòng)源的性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試表明其滿足NIM6對(duì)激光頻率功率的控制要求。 （2）完成NIM6時(shí)序及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。研究NIM6測(cè)控系統(tǒng)的控制要求，對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了選型，根據(jù)用戶的需求結(jié)合硬件在LabVIEW平臺(tái)上編寫了銫原子噴泉鐘的控制程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試表明軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠，軟件控制下的硬件運(yùn)行良好，輸出與輸入滿足控制需求。 （3）完成相位波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與微波干涉開關(guān)性質(zhì)的研究。自行搭建微波相位波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)NIM5中使用的微波干涉開關(guān)進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析，并將結(jié)果用于NIM5不確定度的評(píng)定以及對(duì)NIM6的優(yōu)化之中。
【關(guān)鍵詞】：銫原子噴泉鐘 激光頻率功率控制 時(shí)序控制 相位波動(dòng) 熱效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH714.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 量子頻標(biāo)概述9-10
• 1.2 銫噴泉鐘簡(jiǎn)介10-11
• 1.3 銫原子噴泉鐘國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容與思路14-15
• 第2章 銫原子噴泉鐘工作過(guò)程及其性能評(píng)定依據(jù)15-23
• 2.1 銫噴泉鐘工作過(guò)程15-19
• 2.1.1 原子裝載冷卻15-16
• 2.1.2 上拋過(guò)程16
• 2.1.3 后冷卻過(guò)程16
• 2.1.4 選態(tài)過(guò)程16-17
• 2.1.5 微波激勵(lì)過(guò)程17
• 2.1.6 探測(cè)過(guò)程17-19
• 2.2 銫原子噴泉鐘性能衡量指標(biāo)19-22
• 2.2.1 頻率準(zhǔn)確度19-21
• 2.2.2 頻率穩(wěn)定度21-22
• 2.2.3 頻率準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度的關(guān)系22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 銫原子噴泉鐘激光頻率功率控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23-40
• 3.1 激光頻率功率控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案23-24
• 3.2 AOM 驅(qū)動(dòng)源設(shè)計(jì)要求24
• 3.3 基于 DDS 的聲光調(diào)制器（AOM）驅(qū)動(dòng)源的設(shè)計(jì)與制作24-39
• 3.3.1 DDS 芯片 AD9954 介紹25-27
• 3.3.2 AOM 驅(qū)動(dòng)源的總體設(shè)計(jì)27-29
• 3.3.3 基于 LabVIEW 的頻率控制軟件編寫29-34
• 3.3.4 功率控制模塊設(shè)計(jì)34-36
• 3.3.5 AOM 驅(qū)動(dòng)源輸出信號(hào)測(cè)試36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 NIM6 時(shí)序及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-55
• 4.1 NIM6 時(shí)序及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)40-44
• 4.2 時(shí)序控制與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)44-51
• 4.2.1 軟件需求分析44-46
• 4.2.2 軟件設(shè)計(jì)46-51
• 4.3 時(shí)序及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)性能測(cè)試51-54
• 4.3.1 時(shí)序完整性測(cè)試51-52
• 4.3.2 控制時(shí)間精度測(cè)試52-53
• 4.3.3 時(shí)序生成系統(tǒng)同步性測(cè)試53-54
• 4.4 本章總結(jié)54-55
• 第5章 相位波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與微波干涉開關(guān)性質(zhì)的研究55-63
• 5.1 NIM5 微波源結(jié)構(gòu)55-56
• 5.2 相位波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-60
• 5.2.1 測(cè)量基本原理56-58
• 5.2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)58
• 5.2.3 數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)58-60
• 5.3 測(cè)試結(jié)果分析60-62
• 5.3.1 單次開關(guān)測(cè)試結(jié)果分析60
• 5.3.2 兩次開關(guān)測(cè)試結(jié)果分析60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單68-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王義遒;時(shí)間頻率量的特征及其對(duì)時(shí)頻系統(tǒng)建設(shè)的影響[J];時(shí)間頻率學(xué)報(bào);2003年02期

本文編號(hào)：917508