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應用領域
電子/科研
使用產品
硬件：HMI+NI USB-6229+激光器
軟件：LabVIEW
簡介
時(shi)間(jian)頻(pin)率(lv)是(shi)國(guo)際(ji)單(dan)位(wei)製(zhi)七(qi)個(ge)基(ji)本(ben)量(liang)中(zhong)準(zhun)確(que)度(du)最(zui)高(gao)，意(yi)義(yi)最(zui)重(zhong)大(da)的(de)基(ji)準(zhun)量(liang)之(zhi)一(yi)。世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)一(yi)直(zhi)在(zai)持(chi)續(xu)不(bu)斷(duan)進(jin)行(xing)高(gao)準(zhun)確(que)度(du)的(de)國(guo)家(jia)時(shi)間(jian)頻(pin)率(lv)基(ji)準(zhun)研(yan)究(jiu)。目(mu)前(qian)中(zhong)國(guo)計(ji)量(liang)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)院(yuan)（NIM）在科技部基礎性專項的支持下，正在進行我國新一代具有國際先進水平的時間頻率基準裝置―激光冷卻銫原子噴泉鍾（10-15量級）的研製，並已取得了重大進展。
正文
銫原子鍾是一種精密的計時器具。日常生活中使用的時間準到1分鍾也就夠了。但在近代的社會生產、科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)和(he)國(guo)防(fang)建(jian)設(she)等(deng)部(bu)門(men)，對(dui)時(shi)間(jian)的(de)要(yao)求(qiu)就(jiu)高(gao)得(de)多(duo)。它(ta)們(men)要(yao)求(qiu)時(shi)間(jian)要(yao)準(zhun)到(dao)千(qian)分(fen)之(zhi)一(yi)秒(miao)，甚(shen)至(zhi)百(bai)萬(wan)分(fen)之(zhi)一(yi)秒(miao)。為(wei)了(le)適(shi)應(ying)這(zhe)些(xie)高(gao)精(jing)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)，人(ren)們(men)製(zhi)造(zao)出(chu)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)精(jing)密(mi)的(de)計(ji)時(shi)器(qi)具(ju)，銫(se)鍾(zhong)就(jiu)是(shi)其(qi)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)。銫(se)鍾(zhong)又(you)叫(jiao)“銫原子鍾”。它利用銫原子內部的電子在兩個能級間跳躍時輻射出來的電磁波作為標準，去控製校準電子振蕩器，進而控製鍾的走動。
這種鍾的穩定程度很高，目前，最好的銫原子鍾達到500萬年才相差 1 秒。現在國際上， 普遍采用銫原子鍾的躍遷頻率作為時間頻率的標準，廣泛使用在天文、大地測量和國防建設等各個領域中。
工作原理：
meiyigeyuanzidouyouzijidetezhengzhendongpinlv。renmenzuishuxidezhendongpinlvxianxiangjiushidangshiyanbeipensadaohuoyanshangshishiyanzhongdeyuansunasuofachudehuangsedeguang。yigeyuanzijuyouduozhongzhendongpinlv，yixieweiyuwuxiandianboboduan，yixieweiyukejianguangboduan，erlingyixiezechuzailiangzhezhijian。se133則被普遍地選用作原子鍾。
jiangseyuanzigongzhenzizhiyuyuanzizhongnei，xuyaoceliangqizhongyizhongdeyueqianpinlv。tongchangshicaiyongsuodingjingtizhendangqidaoseyuanzidezhuyaoweiboxiezhenlaishixian。zheyixinhaochuyuwuxiandiandeweibopinpufanweinei，bingqiaqiaoyuguangboweixingdefashepinlvxiangsi，yincigongchengshimenduizhizaozheyipinpudeyiqishifenzaixing。
weilezhizaoyuanzizhong，seyuanzihuibeijiarezhiqihua，bingtongguoyigezhenkongguan。zaizheyiguochengzhong，shouxianseyuanziqiyaotongguoyigeyonglaixuanzeheshidenengliangzhuangtaiyuanzidecichang，ranhoutongguoyigeqiangliedeweibochang。weibonengliangdepinlvzaiyigehenzhaidepinlvfanweineizhendang，yishidezaimeiyigexunhuanzhongyixiepinlvdiankeyidadao9,192,631,770Hz。jingquedejingtizhendangqisuochanshengdeweibodepinlvfanweiyijingjiejinyuzheyijingquepinlv。dangyigeseyuanzijieshoudaozhengquepinlvdeweibonengliangshi，nengliangzhuangtaijianghuifashengxiangyinggaibian。
在(zai)更(geng)遠(yuan)的(de)真(zhen)空(kong)管(guan)的(de)盡(jin)頭(tou)，另(ling)一(yi)個(ge)磁(ci)場(chang)將(jiang)那(na)些(xie)由(you)於(yu)微(wei)波(bo)場(chang)在(zai)正(zheng)確(que)的(de)頻(pin)率(lv)上(shang)而(er)已(yi)經(jing)改(gai)變(bian)能(neng)量(liang)狀(zhuang)態(tai)的(de)銫(se)原(yuan)子(zi)分(fen)離(li)出(chu)來(lai)。在(zai)真(zhen)空(kong)管(guan)盡(jin)頭(tou)的(de)探(tan)測(ce)器(qi)將(jiang)打(da)擊(ji)在(zai)其(qi)上(shang)的(de)銫(se)原(yuan)子(zi)呈(cheng)比(bi)例(li)的(de)顯(xian)示(shi)出(chu)，並(bing)在(zai)處(chu)在(zai)正(zheng)確(que)頻(pin)率(lv)的(de)微(wei)波(bo)場(chang)處(chu)呈(cheng)現(xian)峰(feng)值(zhi)。這(zhe)一(yi)峰(feng)值(zhi)被(bei)用(yong)來(lai)對(dui)產(chan)生(sheng)的(de)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi)作(zuo)微(wei)小(xiao)的(de)修(xiu)正(zheng)，並(bing)使(shi)得(de)微(wei)波(bo)場(chang)正(zheng)好(hao)處(chu)在(zai)正(zheng)確(que)的(de)頻(pin)率(lv)。這(zhe)一(yi)鎖(suo)定(ding)的(de)頻(pin)率(lv)被(bei)9,192,631,770除，得到常見的現實世界需要的每秒一個脈衝。
工作過程：
銫原子鍾又被人們形象的稱作“噴泉鍾”，因為銫原子鍾的工作過程是銫原子象噴泉一樣的“升降”。這一運動使得頻率的計算更加精確。銫原子鍾工作的整個過程可以分割為四個階段：
第一階段，由銫原子組成的氣體，被引入到時鍾的真空室中，用6束相互垂直的紅外線激光（黃線）照射銫原子氣，使之相互靠近而呈球狀，同時激光減慢了原子的運動速度並將其冷卻到接近絕對零度。
第二階段，兩束垂直的激光輕輕地將這個銫原子氣球向上舉起，形成“噴泉”式的運動，然後關閉所有的激光器。這個很小的推力將使銫原子氣球向上舉起約1m高，穿過一個充滿微波的微波腔，這時銫原子從微波中吸收了足夠能量。
第三階段，在地心引力的作用下，銫原子氣球開始向下落，再次穿過微波腔，並將所吸收的能量全部釋放出來。
第四階段，在微波腔的出口處，另一束激光射向銫原子氣，探測器將對輻射出的熒光的強度進行測量。
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