【摘 要】
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该文从理论和实验上研究了单激光正入射检测方案的光抽运铯原子束频率标准.并且从理论和实验上比较了正入射检测方案和斜入射检测方案的优劣性.该实验室多年来从事光抽运铯束
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该文从理论和实验上研究了单激光正入射检测方案的光抽运铯原子束频率标准.并且从理论和实验上比较了正入射检测方案和斜入射检测方案的优劣性.该实验室多年来从事光抽运铯束频标的研究.为了避免激光的频率噪声的影响以及简化频标的制作,该实验室一直采用斜入射激光检测的方案来检测铯钟的荧光信号.但是斜光检测有不可避免的缺点,就是原子的利用率较低,阻碍了铯束频标性能的进一步提高.正入射激光检测方案使检测激光入射方向和原子束垂直,避免了斜入射时由于多普勒效应而产生的选速作用,使所有速度的原子都对荧光有所贡献,从而提高了原子的利用率,对频标性能的改进有一定的作用.该文的主要工作如下:①该文首次提出了斜光检测和正入射光检测信噪比对比的数学模型.分析了影响正入射光检测和斜入射光检测信噪比的主要因素.仿真了信噪比在各个因素变化时的影响程度.为下文的激光系统的实验设计和以后频标的方案选择和改进提供了参考.②在理论的指导下,搭建了应用于单激光正入射检测系统的激光光学系统.由于小铯钟的特殊要求,这部分的工作集中在解决系统小型化、高性能、低功耗之间的矛盾上.③借鉴了光频标的稳频理论和方法,结合该实验室的电路创新,制作并改进激光稳频驱动电路,使稳频后的激光能达到正入射检测的要求.(斜入射对激光稳定度要求较低)④搭建正入射检测光抽运铯束频标系统,实现了频标系统的连续稳定运行,从实验上验证了此方案的可行性.⑤对频标的稳定度等性能进行了测量.通过实验结果和斜入射方案的结果以及前面的理论仿真结果进行了比较,分析结果产生的原因.⑥提出了正入射检测方案的改进方向,分析其在小铯钟项目中应用的前景.该文在理论和实验上都有所创新,其中的理论和实验分析的结果以及提出的方案,将为该实验室在铯束频标上的进一步研究工作提供广泛的参考价值.
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