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量子光学学报2024年第03期:锶原子光钟驾驭氢钟的模拟分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐琴芳;王叶兵;常宏;

单位:中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室;中国科学院大学天文与空间科学学院;合肥国家实验室;

摘要:基于光频跃迁的光晶格原子钟展示了优异的频率稳定度和不确定度,是重定义时间单位“秒”的有力候选者之一。然而,目前的局限性是光学时钟仍处于实验室阶段,不能长时间自主运行,这使得基于光钟的连续时间尺度输出变得困难。在本文中,我们模拟了间歇性运行的锶原子光钟驾驭作为飞轮的氢钟来实现连续时间尺度输出,详细讨论了卡尔曼滤波驾驭算法中关键参数的计算与选取,研究了锶原子光钟不同驾驭策略下对光学时间尺度性能的影响。结果表明锶原子光钟8.3%运行率下,30 d的累积时间误差可保持在0.8 ns以内,频率稳定度达4×10-17@30 d。

关键词:光晶格原子钟;时间尺度;卡尔曼滤波;氢钟;频率驾驭

基金资助:陕西省自然科学基金(2021JQ-321); 中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB35010202);中国科学院青年创新促进会(2019400); 陕西省青年科技新星(2021KJXX-58)