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銫原子噴泉鐘空間均勻C場的研究

作者:施俊如; 王心亮; 阮軍; 管勇; 白楊; 劉浩; 楊帆; 劉丹丹; 張輝; 張首剛 中國科學院國家授時中心; 西安710600; 中國科學院時間頻率基準重點實驗室; 西安710600; 中國科學院大學; 北京100049

摘要:二階塞曼頻移是影響銫原子噴泉鐘頻率不確定度性能的系統(tǒng)項之一,而二階塞曼頻移的不確定度由C場均勻度決定。C場均勻度又與C場強度隨時間的變化情況(時間穩(wěn)定性)和C場強度沿原子飛行路徑的變化情況(空間均勻性)有關(guān)。均勻C場的實現(xiàn)有兩種途徑:一是磁屏蔽的屏蔽效果好且無剩磁;二是在磁屏蔽兩端加補償線圈,但是補償線圈會引入電噪聲而降低C場的時間穩(wěn)定性。首先理論研究了由C場引起的二階塞曼頻移,和由C場空間均勻度引起的二階塞曼頻移不確定度。實驗上通過改進退磁方法對磁屏蔽進行了整體退磁,得到了無補償情況下空間均勻度良好的剩磁47cm@1nT,和C場48cm@1.5nT。最后計算得到二階塞曼頻移為68.7×10^-15,由C場空間均勻度引起的二階塞曼頻移不確定度為6.05×10^-19。

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