Es層電波傳播

[拼音]:liangzi pinlü biaozhun qijian

[英文]:quantum frequency standard Device

利用粒子(如原子、分子)能級之間的躍遷原理產生極其準確而穩定的頻率的量子電子器件。

量子頻率標準器件的物理基礎是電磁場同工作物質的相互作用,以及受激吸收與輻射原理。它使用具有極窄譜線且量子躍遷頻率幾乎不受外界影響的那些物質,如銫、氫、氨、銣等。

利用銫原子超精細能級之間的躍遷、以銫原子束技術為基礎的器件叫作銫束管。圖1為銫束管的結構(見彩圖)。它是被動型量子頻率標準中極其重要的基礎器件。銫束頻率標準主要優點是準確度高(基準的準確度達±1×10-13 ),批量生產的小型化器件也具有極優的引數,準確度可達±7×10-12 ,長期穩定度可達5×10-14 ,且頻率再現性好(±3×10-12 ),適用於實驗室、機載和艦載裝置。用於苛刻環境的移動式裝置時,小型化器件的準確度不低於±1×10-11 。

主動型量子頻率標準中最成熟的,是氫原子激射器(圖2)。氫原子激射器的輸出功率約10-12 瓦,用銫束頻率標準與氫原子激射器比對,測得振盪頻率為1420405751.7860±0.0046赫。氫原子激射器具有極好的短期穩定度和長期穩定度,準確度比銫束頻率標準稍差。

除以上兩種量子頻率標準器件外,還有利用其他工作物質製成的器件,如氨分子激射器、氧化鋇束管、鉈原子束管、銫光抽運氣泡型頻率標準、銣光抽運激射器和銣光抽運氣泡型頻率標準等,其中只有最後一種可以作為二級頻率標準,廣泛用於實驗室和導航系統等方面。頻率標準器件已由微波波段發展到光波段。光頻率標準的物理基礎是鐳射技術,最成功的一種是單模氦-氖穩頻鐳射器(3.39微米)。