脉冲激励氢原子钟伺服系统设计

项目名称： 脉冲激励氢原子钟伺服系统设计

项目编号： No.11403078

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 陈鹏飞

作者单位： 中国科学院上海天文台

项目金额： 26万元

中文摘要： 上海天文台时间频率技术研究室开展了利用Ramsey干涉现象设计被动型氢原子钟的可行性研究。该方案的核心是用脉冲微波激励氢原子发生共振跃迁。通过理论计算确定了关键参数，研制了脉冲微波发生电路。利用现有的被动型氢原子钟的物理部分，成功观察到氢原子共振跃迁的Ramsey干涉，将原子跃迁谱线宽度从原来的3 Hz压缩至1.2 Hz。这为进一步提高被动型氢原子钟的稳定度指标提供了一种新思路。 计划设计伺服电路，对氢原子的弛豫信号进行PID运算，得出晶振和谐振腔的纠偏电压，通过理论分析和实验测试，选择合适的电路和参数，将晶振频率锁定在Ramsey条纹的中心峰上、谐振腔频率锁定在晶振频率上，实现整机锁定并测量稳定度指标，最终通过参数的优化将Ramsey干涉引起的线宽压窄效应反映在氢原子钟稳定度性能的提高上。

中文关键词： 伺服系统；自动控制；驰豫；误差分析；氢原子

英文摘要： Feasibility of inducing Ramsey interference by pulsed microwave in hydrogen maser was studied. Key parameters were theoretically determined, and a pulsed microwave signal generator was designed. The Ramsey interference of hydrogen atoms was induced succes

英文关键词： Servo System；Auto-control；Relaxation；Error Analysis；Hydrogen Atoms