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长期稳定度2.6×10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

作者：陈伟亮刘昆郑发松戴少阳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)

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

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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铯喷泉钟C场的测量与计算

计量学报 2023年第2期44卷 258-264页

作者：刘洪康刘昆韩蕾房芳陈伟亮郑发松戴少阳左娅妮李天初北京理工大学光电学院北京100081 中国计量科学研究院北京100029

在铯原子喷泉钟实验中,C场均匀度决定了二阶塞曼频移的不确定度评定。使用微波激励法可以测量C场各个高度经时间加权的磁感应强度的平均值。为了得到C场的实际磁场分布,需要对微波激励法的测量结果进行去时间加权计算。介绍了两种去时... 详细信息

在铯原子喷泉钟实验中,C场均匀度决定了二阶塞曼频移的不确定度评定。使用微波激励法可以测量C场各个高度经时间加权的磁感应强度的平均值。为了得到C场的实际磁场分布,需要对微波激励法的测量结果进行去时间加权计算。介绍了两种去时间加权的算法,并利用仿真数据对算法进行了验证。最后使用微波激励法和两种去时间加权算法,结合蒙特卡洛不确定度评定方法对NIM6铯喷泉钟C场进行了测量与计算。

关键词：计量学铯喷泉钟 C场微波激励法去时间加权蒙特卡洛不确定度评定

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光纤飞秒光梳频率精密控制的研究

量子电子学报 2013年第5期30卷 543-548页

作者：刘星洋周大伟戴少阳刘立洋马兆远陈徐宗北京大学信息科学技术学院电子学系量子电子学研究所北京100871 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

新一代光纤飞秒光梳在精密测量和基础物理研究领域中有着广阔的前景,一种通过数字电荷泵锁相环和温控电路相结合的方法可以精密控制光纤飞秒光梳。成功搭建了光纤飞秒光梳系统。光梳的重复频率为129 MHz,初始频率大约为33 MHz。通过自... 详细信息

新一代光纤飞秒光梳在精密测量和基础物理研究领域中有着广阔的前景,一种通过数字电荷泵锁相环和温控电路相结合的方法可以精密控制光纤飞秒光梳。成功搭建了光纤飞秒光梳系统。光梳的重复频率为129 MHz,初始频率大约为33 MHz。通过自主研发的温控和数字电荷泵锁相环成功地把光纤飞秒光梳锁定在了由Agilent PSG Analog Singal Generator提供的标准微波信号上,锁定时间至少长达1天。锁定后重复频率的抖动标准差为0.78 mHz,与基准源同一个数量级且很接近,锁定后初始频率的抖动标准差达8.98 Hz。

关键词：激光技术光纤飞秒光梳光梳稳频数字电荷泵锁相环

Precision Frequency Measurement of ^(87)Rb 5S_(1/2)(F=2)→5D_(5/2)(F″=4)Two-Photon Transition through a Fiber-Based Optical Frequency Comb

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Chinese Physics Letters 2016年第5期33卷 30-34页

作者：夏巍戴少阳张胤李坤乾于齐陈徐宗 Institute of Quantum Electronics School of Electronics Engineering and Computer SciencesPeking University Jiangsu Key Laboratory on Opto-electronic Technology School of Physics and TechnologyNanjing Normal University

The absolute frequency of 87Rb 5S1/2 （F=2）→5D5/2 （F＂ = 4） two-photon transition at 778nm is measured in an accuracy of 44kHz. A home-made erbium-doped fiber laser frequency comb with frequency stability of 5.0 × 10-13@1 s is employed for the light source. By using a periodically poled lithium niobate, the femtosecond pulse operating in 1556 nm is frequency-doubled to 778 nm to obtain the direct two-photon transition spectroscopy of thermal rubidium vapor. Through sweeping the carrier envelope offset frequency （fceo）, the 5S1/2 （F=2）→5D5/2 （F＂ = 4） two-photon transition line is clearly resolved and its absolute frequency is determined via the peak-finding of the fitting curve. After the frequency correction, the measured result agrees well with the previous experiment on this transition. The entire potential candidate of optical frequency standard for system configuration is compact and robust, providing a telecommunication applications.

关键词： Precision Frequency Measurement of in is F=2 on as been Rb 5S F Two-Photon Transition through a Fiber-Based Optical Frequency Comb

Absolutely Direct Frequency Measurement of Two-Photon Transition Using Multi-Peak Fitting Approach

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Chinese Physics Letters 2017年第1期34卷 32-35页

作者：戴少阳李坤乾翟跃阳夏巍王青熊炜齐向晖陈徐宗 Institute of Quantum Electronics School of Electronics Engineering and Computer SciencesPeking UniversityBeijing 100871 Jiangsu Key Laboratory on Opto-electronic Technology School of Physics and TechnologyNanjing Normal UniversityNanjing 210046

The optical frequency comb has been widely used in precision measurement. In this study, a multi-peak fitting approach is first proposed to fit the two-photon transition spectrum which overlaps with the neighboring transition in Rb-87. The multi-peak fitting approach is used to eliminate the frequency shift affected by the neighboring transition. With locking the carrier envelope offset frequency at 1/4 repetition frequency, the transition frequency is measured to be 770569132739.9 +/- 5.8 kHz, which agrees well with the previous result recommended by Comite International des Poids et Mesures.

关键词： In Absolutely Direct Frequency Measurement of Two-Photon Transition Using Multi-Peak Fitting Approach Rb

青少年校园足球特色校办学难点与破解路径研究——以广东省惠州市为例

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运动精品 2020年第12期39卷 25-26,30页

作者：杜远峰戴少阳理阳阳惠州工程职业学院惠州中学广东惠州516000

调查惠州市青少年校园足球特色校办学现状,发现存在办学定位雷同、办学与地方结合不够紧密、办学理念不先进、缺少长效机制共存的办学难点,对原因进行分析并提出健全办学模式,优化资源配置,转变教育观念,革新教学手段等破解路径,旨在为... 详细信息

调查惠州市青少年校园足球特色校办学现状,发现存在办学定位雷同、办学与地方结合不够紧密、办学理念不先进、缺少长效机制共存的办学难点,对原因进行分析并提出健全办学模式,优化资源配置,转变教育观念,革新教学手段等破解路径,旨在为新时代校园足球的发展提供科学参考。

关键词：青少年校园足球特色校办学难点破解路径

基于小型化飞秒光纤光梳的精密双光子光谱测量系统

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基于小型化飞秒光纤光梳的精密双光子光谱测量系统

第十六届全国光学测试学术交流会

作者：夏巍戴少阳陈徐宗南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所

本文研制了一种小型化的频率精密锁定的光纤光学频率梳系统,并开展了铷原子5S-5D双光子直接光谱的精密测量研究。基于光纤非线性偏振旋转锁模技术,产生了重复频率为132MHz的超短脉冲激光,种子激光经掺铒光纤进行放大后送入高非线性光纤...

本文研制了一种小型化的频率精密锁定的光纤光学频率梳系统,并开展了铷原子5S-5D双光子直接光谱的精密测量研究。基于光纤非线性偏振旋转锁模技术,产生了重复频率为132MHz的超短脉冲激光,种子激光经掺铒光纤进行放大后送入高非线性光纤获得倍频程光谱,接着由周期性极化铌酸锂晶体进行倍频并通过自参考的方法获得初

关键词：

来源： cnki会议评论

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紧锁喷泉钟小型化光学系统研究

计量科学与技术 2023年第7期67卷 40-44页

作者：杜超宋文霞陈伟亮刘昆郑发松戴少阳左娅妮房芳辽宁石油化工大学抚顺113001 中国计量科学研究院北京100029

紧锁喷泉钟是实现紧驾驭氢钟守时的频率基准装置,为适应守时要求,需要提升紧锁喷泉钟运行可靠性和稳定度。光学系统作为其最脆弱的系统组成,易受温度等环境因素的影响,导致原子云温度、原子数波动,恶化其频率稳定度。通过降低光高、减... 详细信息

紧锁喷泉钟是实现紧驾驭氢钟守时的频率基准装置,为适应守时要求,需要提升紧锁喷泉钟运行可靠性和稳定度。光学系统作为其最脆弱的系统组成,易受温度等环境因素的影响,导致原子云温度、原子数波动,恶化其频率稳定度。通过降低光高、减少光程、减少弹性调节架、合理布局光路,给出一种运用于紧锁喷泉钟的小型化光学系统。该系统利用波片偏振分光镜组合、竖置声光调制器、猫眼双次通过声光调制器等新设计,将所有光路装置集成在一块400 mm×600 mm的标准25 mm孔距光学平板上。利用泡沫包裹整个光学系统进行温度波动测试,当温度变化12℃时,其最长光路的光纤后光功率波动小于6.6%,有效提升了喷泉钟光学系统的紧凑性和稳定性。该小型化光学系统运用到紧锁铷喷泉钟上,实现了天原子波动数5.28%,喷泉钟频率天稳定度5.57E-16。

关键词：计量学紧锁喷泉钟稳定度光学系统小型化