上海天文台氢原子钟的新电离源.PDF

中 国 科 学 院 上 海 天 文 台 年 刊 年第 期 １９９６ １７ ＡＮＮＡＬＳＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＯＢＳＥＲＶＡＴＯＲＹ ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｎｏ．１７，１９９６  上海天文台氢原子钟的新电离源 彭 纪 兴 中国科学院上海天文台 上海 （ ， ２０００３０） 提 要 本文简要介绍了上海天文台氢原子钟新电离源的基本原理及初步工作结果。 主题词 原子钟 氢钟 ： — 一 前 言 、 氢频标是由束光学系统选择的高能态原子在石英储存泡中的作用使微波腔自激振荡而获 得原子跃迁频率的 而氢原子是由某种离解器把氢分子分离成原子而获得 目前国内外均习惯 ， ， 使用射频电离源 射频电离源的基本原理是氢分子在射频场的作用下分离成氢原子 因而 电 ， 。 ， 离源的性能好坏将会直接影响到氢频标的某些基本物理特性和工作状态 对电离源的一个基 。 本要求就是电离效率高 电离效率越高 氢气的利用率就越高 从而氢流量就可降得越低 这样 ， ， ， ， 就越有益于钛离子真空泵及电离泡 储存泡等部件的使用寿命的有效延长 为氢原子钟长期连 、 ， 续工作创造必要的条件 考虑到实际工作的需要 同时要求电离源具备体积小 操作方便 能长 。 ， 、 、 期连续工作 适应性强和射频辐射影响小等优点 特别是在小型化氢钟和工程型氢钟的工作 、 ， 中 这些要求就显得更为迫切 为了满足这些要求 舍弃振荡放大式电离源系统 采用单晶体管 ， 。 ， ， 式电离源是一个合理的选择 目前国际上普遍应用单管式电离源 因而制作一个性能好 非常 ， ， 、 实用的电离源系统一直是氢频标研制工作中十分重要而又较困难的题目。 为适应小型氢钟和工程型氢钟的需要 上海天文台从 年起开始研制新电离源 经大 ， １９９０ ， 量反复实验 已经获得了成功 取得了比较满意的结果 ， ， 。 二、 工 作 原 理 新电离源实际上是一个简单的科耳皮兹射频振荡器 见图 再生反馈是由 的电压获 ， １。 Ｃ