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时间同步设备的原子钟的种类-氢、铯、铷钟

来源: | 发布日期:2022-01-25

作为时间同步设备研发生产企业,原子钟我们必须的一种零件装置,今天讲一讲原子钟的种类,也就是在我们公司常说的氢铯铷钟,再加上一个CPT原子钟。原子钟自上个世纪50年代被制造出来后就开始逐渐应用到计时领域,这是一种计时度非常高的装置,而且原子钟的研发技术门槛高,不同的原子钟有不同的特点。

原子钟的种类

原子钟种类一:氢原子钟,这是一种非常精密的频率计时设备,美国科学家拉姆齐在1960年成功研制氢原子钟,一般的长宽高尺寸为50x50x25(cm),也有大点的或者小点的,计时稳定度通常在2E﹣15。氢原子钟是如今很多科学实验室和精密设备生产部门常用精密的计时装置,氢原子钟顾名思义,但它用的是氢原子,通过原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟,氢原子钟的稳定度非常高,日均误差只有2E﹣11一秒左右,或者2E﹣10秒左右,不同精度的氢原子中也叫有差别。氢原子钟常用在时间频率计量,广泛用于射电天文观测、高精度时间计量和现代科学试验中同样有着重要的应用,还有就是 时间同步设备的数据测量中使用。

原子钟种类二:铯原子钟,同样是一种更的时频计时设备,一般的长宽高尺寸为50x50x25(cm),但是不一定,也是有大有小,稳定度同样非常高,据说有铯原子钟的铯原子钟达到2000万年才相差 1 秒,厉害了,反正作为时间同步设备公司员工,我们是没有见过这么准确的,因为没办法衡量啊。铯原子钟利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准,去控制校准电子振荡器,进而控制钟的走动。现在普遍采用铯原子钟的跃迁频率作为时间频率的标准,广泛使用在天文、时间科学研究院、空间研究院、大地测量等科学领域。

原子钟种类三:铷原子钟,也是一种的时频计时设备,但是相比前两种更加小、简单。这种原子钟使用一玻璃室的铷气,当周围的微波频率刚好合适时,就会按光学铷频率改变其光吸收率。 铷原子钟广泛使用在各大领域需要进行准确守时的设备上,比如5G通信时间同步设备、自动驾驶汽车授时设备、智慧城市、物联网等领域内。

原子钟种类四:CPT原子钟,CPT原子钟是利用原子的相干布局囚禁原理而实现的一种新型原子钟,由于不再需要微波谐振腔,也是目前从原理上可实现微型化的原子钟,其体积、功耗比目前铷原子钟相比还要小得多。小的CPT原子钟可为手表尺寸,美国NIST研制的CPT原子钟物理部分甚至比一粒米还要小,并用纽扣电池供电。由于这些特点,CPT原子钟在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、民应用方面具有很好的应用前景。比如,CPT频标应用于导航定位、计时、同步通信等领域有着广泛的应用前景。

目前,在这四类原子钟中,铯原子钟准确度或者稳定性更好,GPS卫星系统采用的也是铯原子钟;铷原子钟,应用的更普遍,是目前广泛商用的原子钟,比如我们公司的 时间同步服务器基本上用都是铷原子钟;氢原子钟是用在时频测量、测试更广泛的;CPT原子钟是未来更有前景的原子钟。

【本文标签】 原子钟 原子钟种类 氢、铯、铷钟

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