(Назад)
(Cкачать работу)частоти:
Атомні генератори використовують як еталон частоти коливання електромагнітного сигналу, і засновані на квантовому переході між двома енергетичними рівнями певного типу атомів Квантовий пучок електромагнітної енергії називається фотоном і дорівнює різниці енергій між двома рівнями в одному атомі. Вживані нині атомні стандарти частоти використовують властивості трьох елементів: водню Н (у стандартах частоти на водневих мазерах), рубідія Rb87 (у стандартах частоти на рубідієвих газових осередках) і цезію Cs133 (в стандартах частоти на цезієвих пучках).
У використовуваних на практиці атомних стандартах частоти енергетичні рівні 1 і 2 визначаються взаємодією між магнітним моментом неспареного електрона атома в основному стані і магнітним моментом атомного ядра (надтонка взаємодія). Оскільки така взаємодія слабка, воно призводить до малої ширини забороненої енергетичної зони Е2 - Е1). При цьому частота резонансу V0 лежить в НВЧ діапазоні сантиметрових хвиль, що і визначає ту, що практичну, що реалізовується атомних резонаторів.
На жаль, інший наслідок малої ширини забороненої зони Е2 - Е1, полягає в тому, що при тепловій рівновазі обидва рівні заселені майже однаково. Цю рівновагу необхідно порушити, щоб зробити атомний перехід помітним, наприклад, при вимірі поглинання або випромінювання порцій енергії. Для досягнення цієї мети використовують два методи.
Перший метод заснований на тому, що атом, на різних енергетичних рівнях, має протилежні магнітні моменти. Тому атоми двох енергетичних рівнів можуть бути розділені пропусканням через неоднорідне магнітне поле. Цей метод використовується в стандартах частоти на цезієвих пучках і водневих мазерах.
Другий метод заснований на оптичному накачуванні. Оптичне випромінювання відповідної довжини хвилі використовується для збудження (накачування) атомів і їх переходу, наприклад, з рівня Е2 на інший рівень з більшою енергією E3. Спонтанний перехід з рівня Е3 на нижні рівні Е1 і Е2 відбувається дуже швидко, і в результаті заселеність одного з двох рівнів Е1, і Е2 збільшується. Цей принцип застосовується в рубідієвих стандартах частоти і в стандартах на цезієвому пучку з оптичним накачуванням.
Таким чином, в основу принципу роботи атомних стандартів частоти покладено захоплення частоти резонансу V0 при максимальній кількості атомних переходів між двома квантовими енергетичними рівнями 1 і 2. Для управління частотою використовується ланцюг зворотного зв'язку, який містить синтезатор від кварцевого генератора, керованого напругою (ГУН) і датчик атомного резонатора. .4 Активні та пасивні атомні стандарти частоти В пасивних атомних стандартах на атоми діє сигнал надвисокої частоти, який стимулює атомні переходи. Система зворотного зв’язку вирішує завдання максимізації кількості атомних переходів, регулюючи частоту, що синтезується від кварцового генератора, керованого напругою. Таким чином резонанс досягається тоді, коли частота збудженого надвисокочастотного коливання точно становить V0.
До пасивних стандартів частоти можна віднести і оптичні генератори, що використовують атомні чи молекулярні переходи між основними і збудженими станами. Джерелом світла для збудження переходів і підстройки часто служить лазер.
В активних стандартах
Похожие работы
Интересная статья: Основы написания курсовой работы