铯原子喷泉钟空间均匀C场的研究

摘要

二阶塞曼频移是影响铯原子喷泉钟频率不确定度性能的系统项之一,而二阶塞曼频移的不确定度由C场均匀度决定.C场均匀度又与C场强度随时间的变化情况(时间稳定性)和C场强度沿原子飞行路径的变化情况(空间均匀性)有关.均匀C场的实现有两种途径:一是磁屏蔽的屏蔽效果好且无剩磁;二是在磁屏蔽两端加补偿线圈,但是补偿线圈会引入电噪声而降低C场的时间稳定性.首先理论研究了由C场引起的二阶塞曼频移,和由C场空间均匀度引起的二阶塞曼频移不确定度.实验上通过改进退磁方法对磁屏蔽进行了整体退磁,得到了无补偿情况下空间均匀度良好的剩磁47 cm@1 nT,和C场48 cm@1.5 nT.最后计算得到二阶塞曼频移为68.7×10-15,由C场空间均匀度引起的二阶塞曼频移不确定度为6.05×10-19.