磁選態銫原子頻率標準技術研制進展

王驥，黃良育，陳江，馬沛，劉志棟，郭磊，成大鵬，馬寅光，董鵬玲，崔敬忠，張照瑞

（1.蘭州空間技術物理研究所，蘭州 730000；2.真空技術與物理重點實驗室，蘭州 730000）

0 引言

銫原子頻率標準，又稱為銫原子頻標或銫原子鐘，具有頻率準確度高、頻率漂移率低以及長期頻率穩定度好的優勢，大量用于地面守時、授時和GPS、GLONASS等衛星導航系統[1-3]。銫原子頻率標準在國際計量局（BIPM）的所有守時頻率標準內占有近70%的比例，我國守時和時間頻率計量也大量使用高性能銫原子頻率標準，包括中國科學院國家授時中心、中國計量科學研究院、北京無線電計量測試研究所等單位，共有數百臺銫原子頻率標準在用[4-6]。隨著軍隊信息化和現代化建設的逐步展開，戰場時空統一、武器系統精確控制、作戰行動密切協同等場景對于時間頻率及其同步的要求越來越高，守時用途的國產銫原子頻率標準需求量也在穩步增加[7-8]。

1 磁選態銫原子頻率標準關鍵技術

磁選態銫原子頻率標準采用傳統的二極型非均勻磁場方法制備和檢測原子，技術成熟，其關鍵特征包括：產生熱原子束的銫爐及其準直器、二極型選態磁場及其束光學、分離振蕩場微波腔、熱絲離化及電子倍增器放大。銫原子頻率標準主要由磁選態銫束管和頻標電路兩部分構成，下面分別對這兩部分進行討論。

1.1 磁選態銫束管

磁選態銫束管屬于復雜的電真空器件，主要由銫爐及其準直器、選態磁鐵、微波腔、檢測器和電子倍增器等組成[9]。……