Бюджет неопределённости рубидиевого репера частоты фонтанного типа: результаты предварительных исследований

Журнал «Измерительная техника», №10, 72 стр.
Октябрь 2021

Бюджет неопределённости рубидиевого репера частоты фонтанного типа: результаты предварительных исследований

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-10-28-33
Авторы: Дмитрий Сергеевич Купалов, Вячеслав Николаевич Барышев, Игорь Юрьевич Блинов, Александр Иванович Бойко, Юрий Сергеевич Домнин, Екатерина Викторовна Иванченко
Ключевые слова: лазерное охлаждение, репер частоты фонтанного типа, атом рубидия
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Описаны состав, принцип работы и основные метрологические характеристики рубидиевого репера частоты фонтанного типа, разработанного во ВНИИФТРИ. По результатам предварительных исследований составлен бюджет неопределённости рубидиевого репера частоты фонтанного типа. Рассмотрены физические эффекты, вызывающие наибольшие сдвиги измеряемой частоты, такие как квадратичный эффект Зеемана, излучение чёрного тела, гравитационный эффект, затягивание резонатора. Показано, что разработанный рубидиевый репер частоты имеет нестабильность 1,43 10-13, неисключённая систематическая погрешность воспроизведения частоты составляет менее 2·10–16. Представленные характеристики находятся на уровне лучших стандартов частоты фонтанного типа, разработанных к настоящему времени в различных метрологических институтах мира. Полученные результаты актуальны для сферы метрологического обеспечения в области измерений времени, частоты и формирования шкал времени.

Список литературы

1. Блинов И. Ю., Бойко А. И., Домнин Ю. С., Костромин В. П., Купалова О. В., Купалов Д. С. Бюджет неопределенностей цезиевого репера частоты фонтанного типа // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 23–27.

2. Recommendation Adopted by the International Committee for Weights and Measures, Session I of the 102nd meeting of the CIPM, 2013, available at: https://www.bipm.org/documents// 20126/34443817/CIPM2013-EN.pdf/e2c25a47-64c0-b348-966c- 253494015fb7 (дата обращения: 20.09.2021)

3. Павленко К. Ю., Павленко Ю. К., Беляев А. А., Блинов И. Ю., Хромов М. Н., Биз С., Лорини Л. Создание первого в России хранителя частоты и времени на основе фонтана охлажденных атомов рубидия // Квантовая электроника. 2018. Т. 48. № 10. С. 967–972. http://dx.doi.org/10.1070/QEL16778

4. Купалов Д. С., Барышев В. Н., Блинов И. Ю., Бойко А. И., Домнин Ю. С., Копылов Л. Н., Купалова О. В., Новоселов А. В., Хромов М. Н. Хранитель единиц времени и частоты на основе «фонтана» атомов рубидия // Альманах современной метрологии. 2018. № 15. С. 31–41.

5. Breit G., Rabi I. I., Phys. Rev., 1931, no. 38, pp. 2082– 2083. https://doi.org/10.1103/PhysRev.38.2082.2

6. Arimondo E., Inguscio M. and Violino P., Review of Modern Physics, 1977, no. 49, pp. 31–75. http://dx.doi.org/10.1103/RevModPhys.49.31

7. Pal’chikov V. G., Domnin Yu. S. and Novoselov A. V., J. Opt. B: Quantum and Semiclass, 2003, no. 5, pp. 131–135. https://doi.org/10.1088/1464-4266/5/2/370

8. Angstmann E. J., Dzuba V. A. and Flambaum V. V., Phys. Rev. A, 2006, vol. 74, no. 2, 023405. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.74.023405

9. Safronova M., Jiand D., Safronova U., Phys. Rev., 2010, A82, 022510. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.82.022510

10. Риле Ф. Стандарты частоты. Принципы и приложения: Пер. с англ. М.: Физматлит, 2009. 512 с.

11. Ovchinnikov Y., Marra G., Metrologia, 2011, no. 48, pp. 87– 100. https://doi.org/10.1088/0026-1394/48/3/003

The uncertainty budget of the rubidium fountain: the preliminary results

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-10-28-33
Аuthors: Dmitry S. Kupalov, Viacheslav N. Baryshev, Igor Yu. Blinov, Alexander I. Boiko, Yuri S. Domnin, Ekaterina V. Ivanchenko
Keywords: laser cooling, frequency standard, atomic fountain, rubidium atom

Annotation

The structure, principle of operation and metrological performance of rubidium fountain developed at VNIIFTRI are presented. The preliminary uncertainty budget of this standard is the main goal of this research. The physical effects that cause the largest shifts of the measured frequency: quadratic Zeeman effect, blackbody radiation effect, gravitational redshift, cavity pulling effect are considered. Its frequency stability is and evaluated frequency uncertainty is less than 2·10–16. Those performances are at the level of the best rubidium fountain standards developed across the world. Those results are relevant for the time and frequency metrology and for timescales.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46