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铯原子喷泉基准钟的开发和应用项目启动

发布时间:2020-03-06 13:34:33阅读:来源:欧贝特试验设备

项目启动

项目归口部门为质检总局由中国计量院牵头执行周期5年

本报讯(刘旭红记者杨蕾)3月11日,国家重大科学仪器设备开发专项在中国计量院正式启动。

本项目研究的目标为:在中国计量院现有的铯原子喷泉钟研究基础上,研制新型铯喷泉基准钟复现秒长;组成基准钟组驾驭商品氢钟组产生独立准确的时标,使得中国秒长基准和时标基准进入国际一流水平,在国内作为时间频率体系源头,统一测量量值,支撑中国的经济、科研和国防活动;在国际参加原子时合作,彰显中国计量科学水平。作为应用示范,通过光纤高保真传输频率,为地面时标提供溯源支持。开发铷喷泉标准钟和产业化样机,利用铯基准钟校准铷标准钟产业化样机的绝对频率,提供一种准确度6E-15(相当于500万年不差1秒)的新型高端原子钟,并建设铷喷泉标准钟产业化基地和校准服务基地。

据了解,该项目归口部门为质检总局,由中国计量院牵头,联合中科院上海光机所、清华大学、北京卫星导航中心和北京华力创通技术公司共同实施。项目负责人为中国计量院首席研究员李天初院士,总经费3424万元,共包括7项研究任务,执行周期为5年。

据介绍,时间频率是国家重大信息基础设施和重要战略资源,是国民经济建设、国防建设和科学研究的重要技术基础。时间频率在全球卫星导航系统、深空探测、基础研究、高速通信、电力电网等领域有重要的应用。

基准钟是时间频率计量体系的源头。铯基准钟的频率准确度代表着国家时间频率计量体系的水平,是一个国家战略竞争力的重要标志之一。基准钟没有商品,不可能通过购买获得,全世界都依靠各国计量院自主研发。中国计量院集10余年研制铯喷泉钟积累,在本项目中研制新型铯喷泉基准钟,准确度将达到E-16(相当于3000万年不差1秒),进入国际先进水平。

铯喷泉钟虽然在频率准确度和稳定度上有着很高的指标,但结构较复杂,对操作、评定、维护和使用环境要求很高。上海光机所具备很好的研制高可靠铷喷泉钟的基础,华力创通生产多项卫星导航仪器,有丰富的产业化和市场经验。项目研究过程中,上海光机所、华力创通和中国计量院将通力合作,研制铷喷泉标准钟和具有高频率复现性的铷喷泉钟产业化样机。利用中国计量院时间频率基准,以6E-15准确度标定铷喷泉钟产业化样机的绝对频率,产生一种面向高端用户的新型产业化标准钟。

通过本项目实施,还将在中国计量院昌平院区建设中国准确独立的秒长和时标基准,并参加国际原子时合作。项目将研制高保真光纤频率传输仪,使100公里范围的高端用户几乎不损失准确度地共享中国时间频率基准资源。

目前,铯喷泉基准钟的短期稳定度受限于石英晶体振荡器。因此,本项目还将研制超稳微波源系统,代替晶振作为铯喷泉基准钟本振源,一方面大大改善铯喷泉基准钟的稳定度性能,缩短频率评定时间;另一方面为未来校准比对光钟绝对频率准备条件。

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