铯喷泉钟冷原子碰撞频移的差分法测量研究

摘要

铯原子喷泉钟作为频率基准标校其他原子钟.冷原子碰撞频移是影响铯原子喷泉钟频率不确定度的主要因素之一.本文从理论上分析了基于原子数的差分测量法中各项参数在测量碰撞频移中的影响,研究表明:冷原子碰撞频移测量的统计不确定度主要取决于喷泉钟运行时高低原子数密度频差的阿伦方差,其系统不确定度取决于原子数的涨落、高低原子数密度之间的非线性密度比.应用该方法测量了铯原子喷泉钟NTSC-F1的碰撞频移,获得测量的冷原子碰撞频移的平均值为4.0 × 10-1 5,其测量的统计不确定度(A类)为3.2×10-15(τ=32 768 s);其系统不确定度(B类)为6.5×10-16.