可搬运铷喷泉原子钟量子化轴磁场的设计与优化

摘要：

喷泉钟量子化轴磁场的空间均匀性和时间稳定性是制约原子钟输出频率稳定度和不确定度的重要因素.从外磁场屏蔽、磁场线圈设计、线圈电流源稳定性等方面考虑,构建并优化设计了一套可搬运铷喷泉原子钟量子化轴磁场系统.为了消除环境磁场对量子化轴磁场的影响,使用5层坡莫合金磁屏蔽进行外磁场的屏蔽;利用4组对称的补偿线圈,通过计算给予合适的电流,获得喷泉钟内部30 cm原子自由飞行尺度内磁场波动小于1 nT;通过改善C场供电电流方式,从而优化量子化轴磁场的时间稳定性,磁场随时间的波动小于0.1 nT.优化后喷泉钟长期频率稳定度达2.9×10-16,磁场空间分布不均匀性带来的二阶塞曼频移不确定度为3.4×10-19,由磁场随时间波动带来的二阶塞曼频移的不确定度为5.1×10-17.

关键词：原子与分子物理学、塞曼效应、超精细结构、原子钟、磁敏跃迁法

所属期刊栏目：41

分类号：O562(分子物理学、原子物理学)

资助基金：国家自然科学基金;科技部重大仪器专项

在线出版日期：2021-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：45-51