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倍频信号相位差的皮秒级精度测量

计量科学与技术 2024年第6期68卷 11-17页

作者：张杨林平卫茹宁马彦宁北京邮电大学北京100876 中国计量科学研究院北京100029

为满足现代科学对于高精度时刻信号的需求,使用正弦波相位信息作为时刻信号测量的精细标记,有望将时刻信号同步误差精确至皮秒量级。与正弦波信号相位无漂移的倍频信号可以被用作表征正弦波信号一个周期内的精细相位信息,对倍频信号间... 详细信息

为满足现代科学对于高精度时刻信号的需求,使用正弦波相位信息作为时刻信号测量的精细标记,有望将时刻信号同步误差精确至皮秒量级。与正弦波信号相位无漂移的倍频信号可以被用作表征正弦波信号一个周期内的精细相位信息,对倍频信号间相位漂移量的皮秒级精度测量是校准倍频信号与基频正弦波信号间的相位漂移量的前提。目前尚无一种仪器能对倍频信号间相位差进行皮秒级精度测量,创新性地设计了一种针对倍频信号相位差的皮秒级精度测量电路;并通过分析电路中使用的功分器、放大器、混频器、滤波器、衰减器对信号相位的影响,测量电路自身对待测值影响不超过3 ps且测量结果的秒稳定度在E-13量级,证明测量电路的精度及稳定度均满足皮秒级高精度测量的需求。为更进一步校准信号间相位漂移,精确表征正弦波相位信息从而为实现高精度时刻信号同步创造了条件。

关键词：计量学高精度测量相位校准倍频器不确定度

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高精度光纤微波时频传递技术

计量学报 2022年第5期43卷 667-674页

作者：齐苗苗林平卫潘家荣蒋志远中国计量大学生命科学学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

光纤微波时频传递技术具备高可靠性、高稳定性、高精度以及低损耗等优点,能够为航空航天、国防建设、高速通信行业等提供高精度的时间频率参考基准。如何克服现有光纤时频传递技术中存在的时刻同步精度低、网络化和一体化技术不成熟等问... 详细信息

光纤微波时频传递技术具备高可靠性、高稳定性、高精度以及低损耗等优点,能够为航空航天、国防建设、高速通信行业等提供高精度的时间频率参考基准。如何克服现有光纤时频传递技术中存在的时刻同步精度低、网络化和一体化技术不成熟等问题,同时还能保证系统在长距离传输时不会导致同步精度显著下降,成为光纤时频传输领域核心研究问题。综述了光纤微波时频传递研究领域的进展,从传统的时频传递技术切入,介绍了时频一体化传递新技术,并对光纤微波时频传递技术的应用前景进行了展望。

关键词：计量学时间传递频率传递光纤微波频率时频一体化传递

NIM4~#激光冷却铯原子喷泉钟──新一代国家时间频率基准

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计量学报 2004年第3期25卷 193-197页

作者：李天初李明寿林平卫黄秉英中国计量科学研究院北京100013

中国计量科学研究院NIM4#冷原子喷泉钟自2003年8月起已经稳定运行6个月,并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定。文中介绍NIM4#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究。实验和分析表明,NIM4#钟频率稳定性达8×... 详细信息

中国计量科学研究院NIM4#冷原子喷泉钟自2003年8月起已经稳定运行6个月,并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定。文中介绍NIM4#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究。实验和分析表明,NIM4#钟频率稳定性达8×10-13τ-1 2,复现性达5×10-15,频偏评定不确定度达8.5×10-15。作为旁证,NIM4#与中国计量科学研究院原子时TA(NIM)进行了120天比对,频率偏差在误差范围之内。

关键词：计量学时间频率基准原子钟冷原子喷泉钟

基于MEMS原子气室的饱和吸收稳频系统研究

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计量学报 2023年第8期44卷 1272-1276页

作者：刘亚蕾贾朔蒋志远王瑾王建波袁德成林平卫马爱文屈继峰沈阳化工大学辽宁沈阳110142 中国计量科学研究院北京100029 中国计量测试学会北京100029

利用微机电系统(MEMS)制造工艺制备微型铷(Rb)原子气室,并应用于饱和吸收光谱和激光稳频。通过深反应离子刻蚀和阳极键合工艺,实现玻璃-硅-玻璃“三明治”结构三腔型原子气室。以780 nm波长的外腔半导体激光器作为饱和吸收光谱光源,搭... 详细信息

利用微机电系统(MEMS)制造工艺制备微型铷(Rb)原子气室,并应用于饱和吸收光谱和激光稳频。通过深反应离子刻蚀和阳极键合工艺,实现玻璃-硅-玻璃“三明治”结构三腔型原子气室。以780 nm波长的外腔半导体激光器作为饱和吸收光谱光源,搭建了基于MEMS Rb原子气室的饱和吸收光谱稳频桌面系统,实现了对MEMS气室控温加热,并分析了对不同温度、不同激光功率条件下的饱和吸收谱线。基于锁相放大器实现频率锁定,利用拍频方法对系统频率稳定度进行评估,实验结果表明:积分时间为1 s和100 s时的频率稳定度分别为2.7×10^(-11)和6.3×10^(-12)。

关键词：计量学激光稳频饱和吸收铷原子气室微机电系统

氮化硅集成微腔光频梳器件关键制备技术(特邀)

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 64-70页

作者：朱振东林平卫孙朝阳白本锋王雪深中国计量科学研究院北京100029 清华大学精密仪器系北京100084

微腔光频梳,又称微腔梳,是通过腔内四波混频过程产生的一种高相干宽谱的集成光源,有着优异的时频特性,可用于超精密分子光谱、相干通信、激光雷达、轻型化装备等测量应用,是基础科学、计量学及军事装备的重要工具,是一项颠覆性的技术。... 详细信息

微腔光频梳,又称微腔梳,是通过腔内四波混频过程产生的一种高相干宽谱的集成光源,有着优异的时频特性,可用于超精密分子光谱、相干通信、激光雷达、轻型化装备等测量应用,是基础科学、计量学及军事装备的重要工具,是一项颠覆性的技术。报道了一种集成氮化硅(Si_(3)N_(4))微腔光频梳器件制备的关键技术,提出了一种方法平衡Si_(3)N_(4)的应力、厚度和化学计量之间的矛盾,以满足反常色散和减少双光子吸收的要求。利用这种改进的大马士革工艺微结构降低Si_(3)N_(4)厚膜的应力,减少应力缺陷对器件性能的影响,实现高品质Si_(3)N_(4)薄膜的可控制备。在微腔刻蚀工艺中,采用30 nm氧化铝牺牲层补偿掩模抗刻蚀能力,实现微环和波导侧壁粗糙度小于15 nm,满足了微腔高Q值的要求。经双光泵浦测量得到1480~1640 nm波段内的宽光谱高相干克尔光频梳。

关键词：集成微腔光梳氮化硅大马士革工艺器件

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利用取样积分实现激光饱和吸收一次谐波稳频

中国激光 2009年第5期36卷 1075-1079页

作者：林弋戈陈伟亮李天初林平卫王平刘年丰北京理工大学信息科学技术学院北京100081 中国计量科学研究院北京100013

对激光器进行频率调制,检测原子分子饱和吸收信号中的一次谐波成分得到频率误差信号,反馈控制可以实现激光频率的稳定。介绍了取样积分提收一次谐波信号的原理和利用单片机实现的取样积分和数字比例积分微分(PID)控制的技术。相对于传... 详细信息

对激光器进行频率调制,检测原子分子饱和吸收信号中的一次谐波成分得到频率误差信号,反馈控制可以实现激光频率的稳定。介绍了取样积分提收一次谐波信号的原理和利用单片机实现的取样积分和数字比例积分微分(PID)控制的技术。相对于传统的锁相放大和模拟PID技术,取样积分和数字PID结构简单,可靠性高,调试方便,实现难度大大降低。建立的Cs原子饱和吸收外腔半导体激光(ECDL)稳频系统,估算相对频率波动优于1.2×10-9(p-p),平均锁定时间可达7天,并实现了自动扫描饱和吸收峰、自动锁定和意外失锁的自动重新锁定功能。

关键词：激光技术饱和吸收取样积分一次谐波稳频

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使MCS—51单片机系统高可靠的措施

工业控制计算机 1992年第4期5卷 40-42页

作者：林平卫中国计量科学研究院时频处

造成微机系统不可靠的原因是多种多样的,如供电系统干扰、过程通道干扰和空间电磁波干扰等,均可采用稳压抗尖峰干扰电源、

关键词： MCS-51型可靠性微处理机

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磁道接缝软件加密技术

电脑编程技巧与维护 1994年第3期 45-49页

作者：林平卫

防止非法拷贝技术是计算机安全技术特别是加密技术的一个重要组成部分,本文以磁道接缝为基础,全面详细地介绍了一种特殊的加密技术——磁道接逢软件加密技术。一、综述防拷贝软件的可靠软加密通常由下面三步组成:1.寻找当今技术不可... 详细信息

防止非法拷贝技术是计算机安全技术特别是加密技术的一个重要组成部分,本文以磁道接缝为基础,全面详细地介绍了一种特殊的加密技术——磁道接逢软件加密技术。一、综述防拷贝软件的可靠软加密通常由下面三步组成:1.寻找当今技术不可控制的可靠随机量,制成可读取的参量。2.根据读取的参量值,制作建立在随机数基础上的密码。

关键词：软件加密计算机安全技术随机量非法拷贝加密软件文件加密加密法读出数据 format 程序运行

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基于拍频法的激光器数字化频率跟踪

现代电子技术 2023年第24期46卷 115-120页

作者：程晋亮林平卫齐苗苗王海龙石浩陈华才中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

为了在光纤双向时频传递系统往返链路中实现同波长传输,提出一种基于拍频法的激光器数字化频率跟踪技术,用于锁定系统中主、从两台分布式反馈激光器的频率。首先,采用光耦合器对两路激光信号进行合束,耦合后的合成光经拍频探测得到10 MH... 详细信息

为了在光纤双向时频传递系统往返链路中实现同波长传输,提出一种基于拍频法的激光器数字化频率跟踪技术,用于锁定系统中主、从两台分布式反馈激光器的频率。首先,采用光耦合器对两路激光信号进行合束,耦合后的合成光经拍频探测得到10 MHz的光学拍频信号;其次,将该信号和10 MHz正弦波信号进行混频并滤波后得到电学拍频信号,再对该电信号进行采样并由算法处理得到反馈电压值;最后以电流调谐的方式调节从激光器的波长,使其与主激光器的波长保持一致。实验结果表明:实验室50 km光纤时频传递系统连续运行60 h后时间同步百秒时差优于8 ps,相比未使用该技术的系统时间同步精度提高约36 ps。所提方案能够实现低成本激光器的频率跟踪,跟踪效果满足往返链路双向时延对称性要求。

关键词：分布式反馈激光器激光拍频技术频率算法波长调谐同波长传输拍频效果