仪器仪表学报

作者：张泽，王心亮，聂帅，郭文阁，张首刚

单位：张泽,1.西安石油大学理学院西安710065； 2.中国科学院国家授时中心西安710600,1119852568@qq.com,王心亮,中国科学院国家授时中心西安710600,wangxl@ntsc.ac.cn,聂帅,中国科学院国家授时中心西安710600,,郭文阁,1.西安石油大学理学院西安710065； 2.中国科学院国家授时中心西安710600,,张首刚,中国科学院国家授时中心西安710600,

关键词：铯原子喷泉钟;黑体辐射频移;频率不确定度;超低温作用区;微波谐振腔

基金：陕西省重点研发计划（2023-YBGY-402，2024GX-YBXM-240）项目资助

铯原子喷泉钟是基于原子内部量子跃迁而实现的标准频率信号发生装置，广泛应用于守时系统和其它精密测量领域。超低温铯原子喷泉钟是铯原子工作在液氮（80K）环境中的新型喷泉钟。当原子周围的温度由300K降低到80K时，铯原子喷泉钟的黑体辐射频移缩小187倍，黑体辐射频移的不确定度缩小79倍，微波腔相位频移和背景其他碰撞频移也会得到不同程度的改善。微波谐振腔是超低温铯原子喷泉钟的核心部件。为了使谐振腔的谐振频率和铯原子跃迁频率相近，必须对加工成型的微波谐振腔进行调谐和测试。超低温铯原子喷泉钟的微波谐振腔需要在大气、室温环境中调谐，在真空，超低温环境中使用，热胀冷缩效应引起的谐振腔的参数差别很大。为了检验谐振腔的调谐结果需要实验建立谐振腔的真实工作环境。研制了一套超低温谐振腔测试系统，依据微波谐振腔设计理论，计算了测试系统的工作参数，基于有限元方法建立了测试系统的模型，获取了超低温环境中谐振腔的温度分布。超低温谐振腔测试系统满足谐振腔对均匀温度、真空度和保温性能的所有要求。测试系统的真空度达到10-2Pa，温度调谐范围为78～86K，控温精度为0?02K。

来源：2025年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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