学科类别:天文技术与方法
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2007年7月于中科院武汉物理与数学所获得博士学位,主要从事被动型铷原子钟研究。2007年9月至今,在上海天文台时间频率研究室,从事被动型氢原子钟研究。
主要工作包括
一、被动型氢原子钟的研制和工程化
主导了氢原子钟用新型电极式微波谐振腔的研制和应用,该型腔具有腔Q值高、填充因子高和加工精度高的优点,成功应用于我单位被动型氢原子钟,原子共振信号达到3dB,为整机的频率稳定度指标达到国际水平提供了保障。目前应用该型腔的被动型氢原子钟已经达到10台以上,其中最长连续运转时间已经超过2年。验证了其技术优越性和工作可靠性。
开展了被动型氢原子钟工程化改造工作,工作重点是腔泡组件的抗振加固和电离源系统真空透波散热。经过结构优化设计和实际振动试验,设计了专用缓冲减振结构,优化了系统装调工艺。目前腔泡组件可以承受振动试验,试验后的各项性能指标达到设计要求。设计了新型电离源系统,相比传统结构具有更通畅的传热途径和更高的传热效率,可以在真空下有效降低电离泡的工作温度,同时射频传输通道不受影响。
二、新型氢原子钟的开发
为了进一步减轻被动型氢原子钟的体积和重量,开展了超小型氢钟的研制。目前已经完成超小型氢钟的原理验证和结构设计,整机尺寸为170mm 200mm 400mm,重量小于15kg。开展了相关关键技术攻关并掌握了相应技术,超小型腔泡组件的体积减小了50%以上,同时电性能变化不大,腔Q值大于6000,原子储存时间1S左右,原子信号增益达到了1.8dB,原子线宽5Hz。辅以配套的小型磁屏蔽、变容二极管等部件。构建了超小型氢原子钟验证系统,实测短期稳定度已经达到1.8x10-12/t-1/2。
三、新技术、新方法的探索
探索了在氢原子钟上应用微波脉冲激励诱发Ramsey 条纹的技术,并开展了相关理论计算和实验研究,构建了氢原子Ramsey 条纹探测诱发和探测系统,摸索了系统配置和脉冲参数,成功测得了氢原子的Ramsey 条纹,其中心线宽仅为传统被动型氢原子钟的30%,条纹信噪比较高。