[其他]超精细合成滤光技术的改进

说明书

本发明属于小型铷原子频标核心技术的改进。

铷的光抽运实验和铷原子频标为了提高信噪比、降低光频移等，一定要采用同位素超精细滤光技术。

超精细滤光可以采用两种方法进行：其一是所谓分离滤光技术（Separated Filter technique），即将分离的Rb⁸⁵滤光泡放在Rb⁸⁷抽运光源和Rb⁸⁷共振泡之间进行的超精细滤光技术;其二是所谓合成滤光技术（Integrated Filter Technique），即美国专利（U.S.P.）№.3903491所报道的。它是将天然Rb^NAT（其中Rb⁸⁷丰度为28%，Rb⁸⁵丰度为72%）加单一缓冲气体充入同一泡中，利用天然Rb^NAT中Rb⁸⁵进行超精细滤光，即该泡同时具有滤光和吸收共振作用。

上述两种技术已广泛地用于铷原子频标中，其中分离滤光技术有较优越的物理性能（信噪比高、光频移低、频率温度系数低且可调、工作温度-60～65℃较为适中），但有结构不紧凑的缺点;采用天然Rb^NAT加单一N₂气的合成滤光技术有结构紧凑的特点（便于铷原子频标小型化），但其物理特性不够理想（信噪比较低、光频移较高、频率温度系数较高且不可调、工作温度-75℃过于偏高，即偏离最大共振信号点较远）。

本发明的超精细合成滤光技术是将天然Rb^NAT与Rb⁸⁷按一定比例（Rb^NAT∶Rb⁸⁷＝60∶40）混合，加上适当比例的混合缓冲气体（Ar∶N₂＝55∶45）一起充入同一泡中，使其同时具备超精细滤光和吸收共振的双重作用。

本发明有如下特点：

1.完全具备美国专利（U.S.P.）№.3    903    491结构紧凑的优点。

2.克服上述专利物理特性较差的缺点。

A）信噪比较上述美国专利差不多高一倍。

B）工作温度（～65℃）合适。该温度距离最大共振信号点仅差2～3℃。

C）工作点（～65℃）频移温度系数为0.8～1×10^-10/℃。

D）改变混合缓冲气体的压力可得到所希望的共振频率。

本发明是小型铷原子频标的大脑，是使铷频标小型化的核心措施。该发明已用于新研制的小型铷频标样机中，稳定度指标为：

2.8×10^-12/天

2.4×10^-11/秒