臺(tái)式銣鐘的運(yùn)作原理分析

　　臺(tái)式銣鐘又被稱為銣原子鐘，銣原子鐘由銣量子部分和壓控晶體振蕩器組成。壓控晶體振蕩器的頻率經(jīng)過倍頻和頻率合成，送到量子系統(tǒng)與銣原子躍遷頻率進(jìn)行比較。誤差信號(hào)送回到壓控晶體振蕩器，對(duì)其頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其鎖定在銣原子*的能級(jí)躍遷所對(duì)應(yīng)的頻率上。銣原子頻標(biāo)短期穩(wěn)定度zui高可達(dá)到10-12量級(jí)，準(zhǔn)確度為±5×10-11，在分類上常分為:普通型、軍用型、航天型等。由于它體積小、精度高，所以應(yīng)用zui廣。

　　臺(tái)式銣鐘銣頻率標(biāo)準(zhǔn)不需要真空系統(tǒng)、致偏磁鐵和原子束，因而體積小、質(zhì)量小、預(yù)熱時(shí)間短、價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度差、頻率漂移比較大，僅能用作二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。銣頻率標(biāo)準(zhǔn)可通過GPS進(jìn)行快速馴服和外秒同步，克服銣振蕩器本身的漂移，可被看作是一個(gè)基本的同步時(shí)鐘單元。通過設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn)，產(chǎn)品的可靠性和批量生產(chǎn)也得到保證，現(xiàn)已具備產(chǎn)業(yè)化的條件?？梢灶A(yù)計(jì)，這種帶外秒馴服的高性能小型化銣鐘將應(yīng)用于無人值守等苛刻環(huán)境，將大大拓展銣鐘的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　臺(tái)式銣鐘的工作原理與其他原子鐘一致，均是使用能級(jí)躍遷理論來測(cè)定時(shí)間:原子是按照圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差，來吸收或釋放電磁能量的。這里電磁能量是不連續(xù)的。當(dāng)原子從一個(gè)高"能量態(tài)"躍遷至低的"能量態(tài)"時(shí)，它便會(huì)釋放電磁波。這種電磁波特征頻率是固定的，這也就是人們所說的共振頻率。通過以這種共振頻率為節(jié)拍器，原子鐘可以來測(cè)定時(shí)間。例如:假定特定原子的共振頻率為1000Hz，則該原子能級(jí)躍遷時(shí)釋放的電磁波振動(dòng)1000次的時(shí)間即為1m秒。