RU2479122C2 - Quantum discriminator on gas cell - Google Patents
Quantum discriminator on gas cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479122C2 RU2479122C2 RU2011129981/28A RU2011129981A RU2479122C2 RU 2479122 C2 RU2479122 C2 RU 2479122C2 RU 2011129981/28 A RU2011129981/28 A RU 2011129981/28A RU 2011129981 A RU2011129981 A RU 2011129981A RU 2479122 C2 RU2479122 C2 RU 2479122C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- gas cell
- cavity
- quantum discriminator
- exciter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в малогабаритных квантовых стандартах частоты на газовой ячейке.The invention relates to quantum electronics and can be used in small-sized quantum frequency standards for a gas cell.
Принцип работы квантового стандарта частоты на газовой ячейке основан на стабилизации частоты подстраиваемого кварцевого генератора относительно спектральной линии, соответствующей определенному квантовому переходу, реализуемому в квантовом дискриминаторе, выполненном на основе газовой ячейки. В обобщенном виде структурная схема квантового стандарта частоты на газовой ячейке представляет собой последовательно соединенные в замкнутое кольцо автоматической подстройки частоты подстраиваемый кварцевый генератор, блок формирования возбуждающего и опорного сигналов, квантовый дискриминатор на газовой ячейке, оптически связанный с источником света оптической накачки, и блок автоматической подстройки частоты, опорный вход которого подключен к опорному выходу блока формирования возбуждающего и опорного сигналов, а выход подключен к управляющему входу подстраиваемого кварцевого генератора, см., например, патенты США: [1] - US 5751193, H03L 7/26, 12.05.1998, Fig.1; [2] - US 4661782, H03L 7/26, H01P 7/06, H01S 1/06, 28.04.1987.The principle of operation of the quantum frequency standard on a gas cell is based on the stabilization of the frequency of the tunable quartz oscillator relative to the spectral line corresponding to a specific quantum transition realized in a quantum discriminator based on the gas cell. In a generalized form, the block diagram of the quantum standard of the frequency on the gas cell is a tunable quartz oscillator, an excitation and reference signal generating unit, a quantum discriminator on the gas cell, optically coupled to an optical pump light source, and an automatic tuning unit frequency, the reference input of which is connected to the reference output of the block generating the exciting and reference signals, and the output is connected chen to the control input of the tunable crystal oscillator, see, for example, US patents: [1] - US 5751193,
Квантовый дискриминатор на газовой ячейке содержит объемный СВЧ резонатор, внутри которого соосно располагается оптически прозрачная газовая ячейка, наполненная рабочим веществом, например парами рубидия 87Rb, и буферным газом. В СВЧ резонаторе имеется входное окно - окно оптической накачки, а также выходное окно для фотодетектора. Окно оптической накачки образует оптический вход квантового дискриминатора, оптически связанный с источником света оптической накачки. Выход фотодетектора образует выход квантового дискриминатора, соединенный с сигнальным входом блока автоматической подстройки частоты. Квантовый дискриминатор также содержит средства для создания постоянного магнитного поля в СВЧ резонаторе, средства термостабилизации и средство для возбуждения СВЧ поля в СВЧ резонаторе - возбудитель СВЧ поля. Вход возбудителя СВЧ поля образует СВЧ вход квантового дискриминатора, связанный с сигнальным выходом блока формирования возбуждающего и опорного сигналов.A quantum discriminator on a gas cell contains a microwave cavity resonator, inside which an optically transparent gas cell filled with a working substance, for example, rubidium vapor 87 Rb, and a buffer gas, is coaxially located. The microwave cavity has an input window - an optical pumping window, as well as an output window for a photodetector. The optical pumping window forms the optical input of the quantum discriminator optically coupled to the optical pumping light source. The output of the photodetector forms the output of a quantum discriminator connected to the signal input of the automatic frequency control unit. The quantum discriminator also contains means for creating a constant magnetic field in the microwave cavity, means of thermal stabilization and a means for exciting the microwave field in the microwave cavity - the exciter of the microwave field. The input of the exciter of the microwave field forms the microwave input of the quantum discriminator associated with the signal output of the unit for generating the exciting and reference signals.
В процессе работы квантового стандарта частоты источник света оптической накачки формирует световое излучение на частоте, соответствующей резонансной частоте используемого поглощающего оптического атомного перехода между энергетическими уровнями атомов рабочего вещества газовой ячейки. За счет воздействия этого оптического излучения происходит оптическая накачка рабочего вещества газовой ячейки и создается инверсная разность населенностей между энергетическими уровнями используемого радиочастотного атомного перехода. Резонансная частота СВЧ резонатора, в котором располагается газовая ячейка, соответствует резонансной частоте f0 используемого радиочастотного атомного перехода, возбуждаемого при взаимодействии с входным СВЧ сигналом. В совокупности это создает эффект двойного радиооптического резонанса в рабочем веществе газовой ячейки, который индицируется по свету оптической накачки, прошедшему через газовую ячейку в фотодетектор. Для индикации этого резонанса блок формирования возбуждающего и опорного сигналов формирует из выходного сигнала подстраиваемого кварцевого генератора (гармонического сигнала с частотой f1) модулированный по частоте с частотой низкочастотной модуляции fнч СВЧ сигнал с несущей частотой f2, номинальное значение которой соответствует резонансной частоте f0. Этот СВЧ сигнал поступает на СВЧ вход квантового дискриминатора, т.е. на вход возбудителя СВЧ поля в СВЧ резонаторе. Входной СВЧ сигнал резонансно взаимодействует с рабочим веществом газовой ячейки, находящейся в СВЧ резонаторе, разрушая инверсную разность населенностей, создаваемую под воздействием света оптической накачки, что проявляется в изменении интенсивности света оптической накачки, проходящего через газовую ячейку в фотодетектор (эффект двойного радиооптического резонанса). На выходе фотодетектора при этом образуются гармоники низкочастотного сигнала, определяемые частотой fнч модуляции СВЧ сигнала и несущие в своих амплитудах и фазах информацию об отклонении несущей частоты f2 СВЧ сигнала относительно резонансной частоты f0. Первая из этих гармоник - полезный выходной сигнал блока квантового дискриминатора - поступает на сигнальный вход блока автоматической подстройки частоты, где обрабатывается в синхронном детекторе с получением сигнала рассогласования. Синхронное детектирование осуществляется относительно опорного сигнала с частотой fнч, формируемого в блоке формирования возбуждающего и опорного сигналов. Полученный в результате синхронного детектирования сигнал рассогласования далее интегрируется с получением управляющего напряжения для подстраиваемого кварцевого генератора. Под действием управляющего напряжения частота f1 выходного сигнала подстраиваемого кварцевого генератора изменяется в сторону уменьшения сигнала рассогласования, приводя текущее значение частоты f2 к резонансной частоте f0. Тем самым осуществляется процесс стабилизации частоты f1 выходного сигнала подстраиваемого кварцевого генератора (выходного сигнала квантового стандарта частоты) в соответствии с резонансной частотой f0.During the operation of the quantum frequency standard, an optical pump light source generates light radiation at a frequency corresponding to the resonant frequency of the absorbing optical atomic transition used between the energy levels of the atoms of the working substance of the gas cell. Due to the influence of this optical radiation, an optical pumping of the working substance of the gas cell occurs and an inverse population difference is created between the energy levels of the radio frequency atomic transition used. The resonant frequency of the microwave cavity in which the gas cell is located corresponds to the resonant frequency f 0 of the radio frequency atomic transition used, which is excited by interaction with the input microwave signal. Together, this creates the effect of double radio-optical resonance in the working substance of the gas cell, which is indicated by the optical pumping light transmitted through the gas cell to the photodetector. To indicate this resonance, the excitation and reference signal generating unit generates a frequency modulated frequency with a low-frequency modulation frequency f low frequency microwave signal with a carrier frequency f 2 from the output signal of a tunable crystal oscillator (harmonic signal with a frequency f 1 ), whose nominal value corresponds to a resonant frequency f 0 . This microwave signal is fed to the microwave input of the quantum discriminator, i.e. to the input of the exciter of the microwave field in the microwave cavity. The input microwave signal resonantly interacts with the working substance of the gas cell located in the microwave cavity, destroying the inverse population difference created by the optical pumping light, which manifests itself in a change in the intensity of the optical pumping light passing through the gas cell into the photodetector (double radio-optical resonance effect). At the output of the photodetector, harmonics of the low-frequency signal are formed, determined by the frequency f of the low -frequency modulation of the microwave signal and carrying information in their amplitudes and phases about the deviation of the carrier frequency f 2 of the microwave signal relative to the resonant frequency f 0 . The first of these harmonics - the useful output signal of the quantum discriminator block - is fed to the signal input of the automatic frequency adjustment block, where it is processed in a synchronous detector to obtain a mismatch signal. Synchronous detection is carried out relative to the reference signal with a frequency f low , formed in the block generating the exciting and reference signals. The mismatch signal obtained as a result of synchronous detection is further integrated to obtain a control voltage for a tunable crystal oscillator. Under the influence of the control voltage, the frequency f 1 of the output signal of the tunable crystal oscillator changes in the direction of decreasing the error signal, bringing the current value of the frequency f 2 to the resonant frequency f 0 . Thus, the process of stabilization of the frequency f 1 of the output signal of the tunable crystal oscillator (the output signal of the quantum frequency standard) in accordance with the resonant frequency f 0 is carried out.
Точностные характеристики квантового стандарта частоты в существенной мере зависят от характеристик квантового дискриминатора, в частности, от степени однородности распределения электрических и магнитных компонентов СВЧ поля внутри резонатора и в газовой ячейке, от которых зависит эффективность взаимодействия входного СВЧ сигнала с атомами рабочего вещества газовой ячейки и добротность резонансной характеристики квантового дискриминатора.The accuracy characteristics of the quantum frequency standard substantially depend on the characteristics of the quantum discriminator, in particular, on the degree of uniformity of the distribution of the electric and magnetic components of the microwave field inside the resonator and in the gas cell, on which the efficiency of the interaction of the input microwave signal with the atoms of the working substance of the gas cell and the quality factor resonant characteristics of a quantum discriminator.
Так, квантовый дискриминатор на газовой ячейке, представленный в патенте [2], содержит цилиндрический СВЧ резонатор с цилиндрической газовой ячейкой, расположенной соосно в полости СВЧ резонатора с зазором между своей боковой поверхностью и внутренней поверхностью СВЧ резонатора, с окном оптической накачки, расположенным со стороны первого торца газовой ячейки, возбудителем СВЧ поля и фотодетектором, расположенными со стороны второго торца газовой ячейки, и обмоткой возбуждения, размещенной на боковой поверхности газовой ячейки. Этот квантовый дискриминатор характеризуется неравномерным распределением магнитных компонентов СВЧ поля, которые параллельны магнитным силовым линиям постоянного магнитного поля в области оптической оси газовой ячейки. Эта неравномерность обуславливает сравнительно невысокую эффективность квантового дискриминатора, что является его основным недостатком. Другим недостатком являются значительные габариты СВЧ резонатора, определяющие габариты квантового дискриминатора в целом.Thus, the quantum discriminator on the gas cell, presented in the patent [2], contains a cylindrical microwave cavity with a cylindrical gas cell located coaxially in the cavity of the microwave cavity with a gap between its side surface and the inner surface of the microwave cavity, with an optical pump window located on the side the first end of the gas cell, the exciter of the microwave field and the photodetector located on the side of the second end of the gas cell, and the excitation winding located on the side surface of the gas cell. This quantum discriminator is characterized by an uneven distribution of the magnetic components of the microwave field, which are parallel to the magnetic lines of force of a constant magnetic field in the region of the optical axis of the gas cell. This unevenness leads to a relatively low efficiency of the quantum discriminator, which is its main disadvantage. Another disadvantage is the significant dimensions of the microwave cavity, which determine the dimensions of the quantum discriminator as a whole.
Известен квантовый дискриминатор на газовой ячейке, представленный в патенте США: [3] - US 3798565, H03B 3/12, 19.03.1974. Этот квантовый дискриминатор содержит цилиндрический СВЧ резонатор с цилиндрической газовой ячейкой, расположенной соосно в полости СВЧ резонатора с зазором между своей наружной поверхностью и внутренней поверхностью СВЧ резонатора, с окном оптической накачки и возбудителем СВЧ поля, расположенными со стороны первого торца газовой ячейки, и фотодетектором, расположенным со стороны второго торца газовой ячейки. На внешней стороне СВЧ резонатора размещены два магнитных кольца, создающих постоянное магнитное поле. СВЧ резонатор также имеет подстроечные винты, предназначенные для настройки резонансной частоты. Подстроечные винты введены в полость СВЧ резонатора со стороны его внешней поверхности перпендикулярно продольной оси и располагаются в соответствующих углублениях, выполненных в газовой ячейке. Этот квантовый дискриминатор имеет большую эффективность по сравнению с квантовым дискриминатором, представленным в [2], при этом, однако, сохраняются большие габариты квантового дискриминатора, определяемые габаритами его СВЧ резонатора.Known quantum discriminator on a gas cell, presented in US patent: [3] - US 3798565, H03B 3/12, 03/19/1974. This quantum discriminator comprises a cylindrical microwave cavity with a cylindrical gas cell located coaxially in the cavity of the microwave cavity with a gap between its outer surface and the inner surface of the microwave cavity, with an optical pump window and a microwave field exciter located on the side of the first end of the gas cell, and a photo detector, located on the side of the second end of the gas cell. On the outer side of the microwave cavity there are two magnetic rings that create a constant magnetic field. The microwave resonator also has tuning screws for adjusting the resonant frequency. Trimmer screws are inserted into the cavity of the microwave cavity from the side of its outer surface perpendicular to the longitudinal axis and are located in the corresponding recesses made in the gas cell. This quantum discriminator has greater efficiency compared to the quantum discriminator presented in [2], however, however, the large dimensions of the quantum discriminator, determined by the dimensions of its microwave resonator, are retained.
В определенной мере проблему уменьшения габаритов квантового дискриминатора на газовой ячейке при сохранении эффективности удалось решить в патенте РФ: [4] - RU 2080716 C1, H01S 1/06, 27.05.1997, выбранном в качестве прототипа.To a certain extent, the problem of reducing the dimensions of the quantum discriminator on the gas cell while maintaining efficiency was solved in the patent of the Russian Federation: [4] - RU 2080716 C1, H01S 1/06, 05/27/1997, selected as a prototype.
Квантовый дискриминатор, выбранный в качестве прототипа, содержит магнитный экран, катушку для создания постоянного магнитного поля, термостат с окном оптической накачки, внутри которого на одной оптической оси с окном оптической накачки располагается СВЧ резонатор с газовой ячейкой, фотодетектором и возбудителем СВЧ поля. Окно оптической накачки образует оптический вход квантового дискриминатора, предназначенный для поступления света оптической накачки, вход возбудителя СВЧ поля образует СВЧ вход квантового дискриминатора, предназначенный для входного СВЧ сигнала, а выход фотодетектора образует выход квантового дискриминатора.A quantum discriminator, selected as a prototype, contains a magnetic screen, a coil for creating a constant magnetic field, a thermostat with an optical pump window, inside of which a microwave cavity with a gas cell, a photo detector and a microwave field exciter is located on the same optical axis as the optical pump window. The optical pumping window forms the optical input of the quantum discriminator intended for receiving optical pumping light, the input of the microwave field exciter forms the microwave input of the quantum discriminator intended for the input microwave signal, and the photodetector output forms the output of the quantum discriminator.
СВЧ резонатор состоит из токопроводящего корпуса и двух токопроводящих торцевых крышек - передней и задней, закрепленных на корпусе с обеспечением электрического контакта между ними и корпусом. Внутри СВЧ резонатора имеется цилиндрическая полость, в которой располагается газовая ячейка цилиндрической формы, наполненная парами щелочного металла - рубидия 87Rb. В крышках имеются окна, расположенные на оптической оси, предназначенные для прохождения света оптической накачки с оптического входа квантового дискриминатора через газовую ячейку в фотодетектор.The microwave cavity consists of a conductive housing and two conductive end caps - front and rear, mounted on the housing with electrical contact between them and the housing. Inside the microwave cavity there is a cylindrical cavity in which there is a cylindrical gas cell filled with vapors of an alkali metal - 87 Rb rubidium. The covers have windows located on the optical axis, designed to transmit optical pumping light from the optical input of the quantum discriminator through the gas cell to the photodetector.
Газовая ячейка располагается внутри диэлектрической втулки, выполненной из полистирола. Газовая ячейка вместе с диэлектрической втулкой вплотную примыкают к задней крышке, в окне которой размещен фотодетектор. Задняя крышка является несущим элементом для возбудителя СВЧ поля, выполненного в виде петли связи, располагающейся в торцевой выемке диэлектрической втулки.The gas cell is located inside a dielectric sleeve made of polystyrene. The gas cell together with the dielectric sleeve are adjacent to the back cover, in the window of which the photodetector is located. The back cover is a supporting element for the exciter of the microwave field, made in the form of a communication loop located in the end recess of the dielectric sleeve.
Работа квантового дискриминатора, выбранного в качестве прототипа, происходит следующим образом. Свет оптической накачки, распространяемый вдоль оптической оси квантового дискриминатора, проходит через газовую ячейку и поступает в фотодетектор. В результате поглощения света оптической накачки парами рубидия в газовой ячейке увеличивается населенность верхнего уровня (F=2) основного состояния атомов рубидия за счет нижнего (F=1) уровня, где F - квантовое число полного момента атома. Одновременное с этим воздействие на атомы рубидия СВЧ поля, создаваемого возбудителем СВЧ поля, приводит к увеличению числа атомов на нижнем уровне. Вероятность перехода атомов из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией (т.е. с верхнего уровня на нижний) под действием СВЧ поля зависит от расстройки между частотой входного СВЧ сигнала, возбуждающего СВЧ поле, и частотой рабочего атомного перехода. При совпадении этих частот вероятность перехода максимальна, следовательно, максимально и поглощение света, прошедшего в фотодетектор через газовую ячейку. По изменению интенсивности света, попадающего в фотодетектор, контролируется частота СВЧ сигнала. При этом ток фотодетектора является функцией расстройки частоты входного СВЧ сигнала и частоты рабочего атомного перехода.The work of the quantum discriminator, selected as a prototype, is as follows. Optical pumped light propagating along the optical axis of the quantum discriminator passes through the gas cell and enters the photodetector. As a result of the optical absorption of light by rubidium vapor in a gas cell, the population of the upper level (F = 2) of the ground state of rubidium atoms increases due to the lower (F = 1) level, where F is the quantum number of the total atomic moment. A simultaneous effect on the rubidium atoms of the microwave field created by the pathogen of the microwave field leads to an increase in the number of atoms at the lower level. The probability of the transition of atoms from a state with a higher energy to a state with a lower energy (i.e., from the upper level to the lower) under the influence of the microwave field depends on the detuning between the frequency of the input microwave signal that excites the microwave field and the frequency of the working atomic transition. When these frequencies coincide, the transition probability is maximum, therefore, the absorption of light transmitted through the gas cell to the photodetector is also maximum. By changing the intensity of the light entering the photodetector, the frequency of the microwave signal is controlled. In this case, the photodetector current is a function of detuning the frequency of the input microwave signal and the frequency of the working atomic transition.
В квантовом дискриминаторе, выбранном в качестве прототипа, магнитные компоненты СВЧ поля однородны, параллельны магнитным силовым линиям постоянного магнитного поля и сконцентрированы в области оптической оси, что обеспечивает эффективное взаимодействие входного СВЧ сигнала с атомами рабочего вещества в газовой ячейке.In the quantum discriminator, chosen as a prototype, the magnetic components of the microwave field are homogeneous, parallel to the magnetic lines of force of a constant magnetic field and concentrated in the optical axis, which ensures effective interaction of the input microwave signal with the atoms of the working substance in the gas cell.
При этом за счет применения диэлектрической втулки удалось уменьшить размеры газовой ячейки до следующих значений: наружная длина газовой ячейки находится в пределах (0,53÷0,72)λ, наружный диаметр газовой ячейки находится в пределах (0,68÷0,8)λ, где λ - длина волны атомного перехода рабочего вещества газовой ячейки в вакууме. Учитывая, что для рубидия 87Rb значение длины волны составляет значение λ≈43,8 мм, наружная длина газовой ячейки лежит в пределах 23,2÷31,5 мм, а ее наружный диаметр - в пределах 29,8÷35 мм. При этом длина цилиндрической полости СВЧ резонатора не превышает значения L=(1+0,07)λ, т.е. 46,9 мм. В результате достигаемое уменьшение объема СВЧ резонатора в квантовом дискриминаторе, выбранном в качестве прототипа, по сравнению с аналогами [2] и [3] составляет, как указано в [4], не менее трех раз.In this case, due to the use of a dielectric sleeve, it was possible to reduce the size of the gas cell to the following values: the outer length of the gas cell is in the range (0.53 ÷ 0.72) λ, the outer diameter of the gas cell is in the range (0.68 ÷ 0.8) λ, where λ is the wavelength of the atomic transition of the working substance of the gas cell in vacuum. Given that for rubidium 87 Rb, the wavelength is λ≈43.8 mm, the outer length of the gas cell is in the range 23.2–31.5 mm, and its outer diameter is in the range 29.8–35 mm. The length of the cylindrical cavity of the microwave cavity does not exceed the value L = (1 + 0.07) λ, i.e. 46.9 mm. As a result, the achieved decrease in the volume of the microwave cavity in the quantum discriminator selected as a prototype, as compared to the analogues [2] and [3], is, as indicated in [4], at least three times.
Дальнейшее уменьшение размеров газовой ячейки, обеспечиваемое в рассматриваемой конструкции за счет утолщения диэлектрической втулки, практически невозможно в связи с усилением влияния следующего негативного фактора: по мере удаления стенки колбы газовой ячейки от токопроводящей поверхности полости СВЧ резонатора начинает существенно уменьшаться добротность его резонансной характеристики, что исследовано, в частности, в работе [5] - B.C.Жолнеров, О.П.Харчев. О влиянии стеклянного баллона, помещенного в резонатор, на его добротность / Вопросы радиоэлектроники, серия общетехническая, выпуск 10, 1976, с.93-97.A further reduction in the size of the gas cell provided in the design under consideration due to the thickening of the dielectric sleeve is practically impossible due to the increased influence of the following negative factor: as the wall of the gas cell flask moves away from the conductive surface of the cavity of the microwave resonator, the quality factor of its resonant characteristic begins to significantly decrease, which in particular, in [5] - BCZholnerov, O.P. Kharchev. On the effect of a glass cylinder placed in the resonator on its quality factor / Questions of radio electronics, general technical series, issue 10, 1976, pp. 93-97.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является создание квантового дискриминатора на газовой ячейке с уменьшенными габаритами СВЧ резонатора при сохранении его резонансных свойств.The technical result to which the claimed invention is directed is to create a quantum discriminator on a gas cell with reduced dimensions of the microwave resonator while maintaining its resonant properties.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем. Квантовый дискриминатор на газовой ячейке содержит магнитный экран, катушку для создания постоянного магнитного поля, термостат с расположенным на оптической оси квантового дискриминатора окном оптической накачки, а также размещенный внутри термостата СВЧ резонатор с газовой ячейкой, возбудителем СВЧ поля и фотодетектором. Окно оптической накачки, вход возбудителя СВЧ поля и выход фотодетектора образуют, соответственно, оптический вход, СВЧ вход и выход квантового дискриминатора. СВЧ резонатор содержит токопроводящий корпус с основной полостью для газовой ячейки, закрытый с торцов передней и задней токопроводящими крышками с обеспечением электрического контакта между корпусом и крышками, при этом продольная ось основной полости совпадает с оптической осью, а в крышках имеются расположенные на оптической оси отверстия, предназначенные для прохождения света оптической накачки с оптического входа через газовую ячейку в фотодетектор. В отличие от прототипа в корпусе СВЧ резонатора по обеим сторонам основной полости симметрично ее продольной оси располагаются две продольные дополнительные полости, связанные с основной полостью соответствующими продольными каналами доступа в виде прорезей, расположенных симметрично относительно продольной оси основной полости, а также поперечными каналами доступа, образованными соответствующими углублениями в передней и задней крышках. Дополнительные полости заполнены от 20% до 100% своего объема диэлектрическими вставками с диэлектрической проницаемостью на резонансной частоте СВЧ резонатора, по крайней мере в два раза большей диэлектрической проницаемости вакуума, и с тангенсом угла диэлектрических потерь, меньшим тангенса угла диэлектрических потерь материала баллона газовой ячейки. Возбудитель СВЧ поля, размещенный на одной из крышек СВЧ резонатора, выполнен в виде петли связи с внутренним участком, расположенным в соответствующем поперечном канале доступа, и наружным участком, расположенным на внешней стороне крышки.The essence of the claimed invention is as follows. A quantum discriminator on a gas cell contains a magnetic screen, a coil for creating a constant magnetic field, a thermostat with an optical pump window located on the optical axis of the quantum discriminator, and a microwave cavity with a gas cell, a microwave exciter, and a photo detector located inside the thermostat. The window of the optical pump, the input of the exciter of the microwave field and the output of the photodetector form, respectively, the optical input, microwave input and output of the quantum discriminator. The microwave cavity contains a conductive housing with a main cavity for the gas cell, closed at the ends of the front and rear conductive covers to provide electrical contact between the housing and the covers, while the longitudinal axis of the main cavity coincides with the optical axis, and the covers have openings located on the optical axis, designed to transmit optical pumping light from an optical input through a gas cell to a photodetector. Unlike the prototype, two longitudinal additional cavities are located on both sides of the main cavity symmetrically to its longitudinal axis in the case of the microwave cavity, associated with the main cavity with the corresponding longitudinal access channels in the form of slots located symmetrically relative to the longitudinal axis of the main cavity, as well as transverse access channels formed corresponding recesses in the front and rear covers. Additional cavities are filled from 20% to 100% of their volume with dielectric inserts with a dielectric constant at the resonant frequency of the microwave cavity, at least twice the dielectric constant of the vacuum, and with a dielectric loss tangent less than the dielectric loss tangent of the gas cell balloon. The causative agent of the microwave field, placed on one of the covers of the microwave cavity, is made in the form of a communication loop with the inner section located in the corresponding transverse access channel and the outer section located on the outside of the cover.
В предпочтительном варианте выполнения основная полость корпуса СВЧ резонатора имеют квадратный профиль поперечного сечения, а дополнительные - прямоугольный, газовая ячейка выполнена шарообразной, диэлектрические вставки выполнены в виде прямоугольных стержней из фторопласта с диэлектрической проницаемостью в диапазоне от 2,0 до 2,4 и тангенсом угла диэлектрических потерь около 2÷10-4, в продольные каналы доступа с внешней стороны СВЧ резонатора ортогонально его продольной оси введены подстроечные винты, возбудитель СВЧ поля размещен на передней крышки СВЧ резонатора, при этом внутренний и наружный участки петли связи возбудителя СВЧ поля имеют длины, примерно равные λ/4, где λ - длина волны атомного перехода рабочего вещества газовой ячейки в вакууме, а начало внутреннего участка петли связи, образующее вход возбудителя СВЧ поля, связано через один или несколько последовательно соединенных умножительных диодов, расположенных на внешней стороне крышки, с подводящим коаксиальным кабелем.In a preferred embodiment, the main cavity of the microwave resonator housing has a square cross-sectional profile, and the additional ones are rectangular, the gas cell is spherical, the dielectric inserts are made in the form of rectangular fluoroplastic rods with a dielectric constant in the range from 2.0 to 2.4 and an angle tangent dielectric losses of about 2 ÷ 10 -4 , trimming screws are introduced into the longitudinal access channels from the outside of the microwave cavity orthogonally to its longitudinal axis, the microwave field exciter is located on the front cover of the microwave cavity, while the inner and outer sections of the coupling loop of the exciter of the microwave field have lengths approximately equal to λ / 4, where λ is the wavelength of the atomic transition of the working substance of the gas cell in vacuum, and the beginning of the inner section of the coupling loop, forming the pathogen input The microwave field is connected through one or more series-connected multiplying diodes located on the outside of the lid with a supply coaxial cable.
Сущность изобретения и возможность его осуществления поясняются иллюстративными материалами, представленными на фиг.1-4, где:The invention and the possibility of its implementation are illustrated by illustrative materials presented in figures 1-4, where:
на фиг.1 представлен схематический чертеж квантового дискриминатора на газовой ячейке (продольный разрез в вертикальной плоскости), поясняющий состав и взаимное расположение его основных элементов;figure 1 presents a schematic drawing of a quantum discriminator on a gas cell (longitudinal section in a vertical plane), explaining the composition and relative position of its main elements;
на фиг.2 - схематические чертежи, поясняющие конструктивные особенности СВЧ резонатора и ориентацию в нем электрического (сплошные стрелки) и магнитного (пунктирные стрелки) полей, где: фиг.2а - вид СВЧ резонатора со стороны окна оптической накачки, при этом возбудитель СВЧ поля условно не показан, фиг.2б - продольный разрез СВЧ резонатора в горизонтальной плоскости, при этом возбудитель СВЧ поля и фотодетектор условно не показаны;figure 2 - schematic drawings explaining the structural features of the microwave cavity and the orientation of the electric (solid arrows) and magnetic (dashed arrows) fields, where: figa - view of the microwave cavity from the side of the optical pumping window, while the exciter of the microwave field conditionally not shown, fig.2b is a longitudinal section of a microwave cavity in the horizontal plane, while the exciter of the microwave field and photodetector are not conventionally shown;
на фиг.3 - схематический чертеж СВЧ резонатора в поперечном разрезе, поясняющий расположение подстроечных винтов и диэлектрических вставок;figure 3 is a schematic drawing of a microwave resonator in cross section, explaining the location of the tuning screws and dielectric inserts;
на фиг.4 - схематические чертежи, поясняющие особенности выполнения и размещения возбудителя СВЧ поля, где: фиг.4а - вид СВЧ резонатора со стороны окна оптической накачки, фиг.4б - вид СВЧ резонатор сбоку, фиг.4в - вид СВЧ резонатора в частичном разрезе.in Fig.4 is a schematic drawing explaining the design and placement of the exciter of the microwave field, where: Fig.4a is a view of the microwave cavity from the side of the optical pumping window, Fig.4b is a side view of the microwave cavity, Fig.4c is a partial view of the microwave cavity cutaway.
Заявляемый квантовый дискриминатор на газовой ячейке (далее - квантовый дискриминатор) содержит, см. фиг.1-4, магнитный экран 1, катушку для создания постоянного магнитного поля с двумя обмотками 2 и 3, а также термостат с теплоизоляцией 4, нагревателем 5 и датчиком температуры 6. Внутри термостата располагается СВЧ резонатор 7 с газовой ячейкой 8, возбудителем СВЧ поля 9 и фотодетектором 10. В теплоизоляции 4 термостата имеется окно оптической накачки 11, расположенное на оптической оси 12, образующее оптический вход квантового дискриминатора. Вход возбудителя СВЧ поля 9 образует СВЧ вход квантового дискриминатора, а выход фотодетектора 10 образует выход квантового дискриминатора.The inventive quantum discriminator on a gas cell (hereinafter, the quantum discriminator) contains, see Figs. 1-4, a magnetic screen 1, a coil for creating a constant magnetic field with two windings 2 and 3, and a thermostat with thermal insulation 4, heater 5 and a
СВЧ резонатор 7 содержит токопроводящий корпус 13 с основной полостью 14 для газовой ячейки 8, закрытый с торцов передней 15 и задней 16 токопроводящими крышками, закрепленными на корпусе 13 с обеспечением электрического контакта с ним. Основная полость 14 в рассматриваемом примере имеет квадратный профиль поперечного сечения, размеры которого определяются размерами газовой ячейки 8. Продольная ось основной полости 14 совпадает с оптической осью 12. В крышках 15 и 16 имеются соответствующие отверстия 17 и 18, расположенные на оптической оси 12, предназначенные для прохождения света оптической накачки с оптического входа квантового дискриминатора через газовую ячейку 8 в фотодетектор 10.The
Газовая ячейка 8 в рассматриваемом примере имеет шарообразную форму с наружным диаметром 12-20 мм и размещена в основной полости 14 вплотную к ее внутренним стенкам. Газовая ячейка 8 выполнена из щелочеустойчивого стекла, например, молибденового стекла марки С52-1, характеризующегося диэлектрической проницаемостью ε≈5,5 и тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ≈90·10-4. Газовая ячейка 8 наполнена парами рабочего вещества, в рассматриваемом примере - парами щелочного металла рубидия 87Rb.The
В корпусе 13 СВЧ резонатора 7 по обеим сторонам основной полости 14 симметрично ее продольной оси располагаются две продольные дополнительные полости - левая дополнительная полость 19 и правая дополнительная полость 20 (фиг.2а), продольные оси которых параллельны продольной оси полости 14. В рассматриваемом примере дополнительные полости 19 и 20 имеют прямоугольный профиль поперечного сечения. Дополнительные полости 19 и 20 связаны с основной полостью 14 верхним 21 и нижним 22 продольными каналами доступа (фиг.2а), выполненными в виде прорезей, расположенных симметрично относительно продольной оси основной полости 14, а также поперечными каналами доступа 23 и 24 (фиг.1, 2б), образованными соответствующими углублениями в корпусе 13 и/или крышках 15 и 16, в рассматриваемом примере - в корпусе 13 и крышках 15 и 16. При этом канал доступа 21 связывает левую дополнительную полость 19 с верхней частью основной полости 14, канал доступа 22 связывает правую дополнительную полость 20 с нижней частью основной полости 14, канал доступа 23 связывает дополнительные полости 19 и 20 с основной полостью 14 со стороны передней крышки 15, а канал доступа 24 связывает дополнительные полости 19 и 20 с основной полостью 14 со стороны задней крышки 16 (фиг.2а, 2б).In the
В дополнительных полостях 19 и 20 располагаются, соответственно, диэлектрические вставки 25 и 26, заполняющие собой от 20% до 100% объема своих полостей (фиг.2а, 3). Диэлектрическая проницаемость вставок 25 и 26 на резонансной частоте СВЧ резонатора 7 по крайней мере в два раза больше диэлектрической проницаемости вакуума, а тангенс угла диэлектрических потерь меньше тангенса угла диэлектрических потерь щелочеустойчивого материала баллона газовой ячейки 8.In
В рассматриваемом примере диэлектрические вставки 25 и 26 выполнены в виде прямоугольных стержней из фторопласта с диэлектрической проницаемостью в диапазоне ε=2,0÷2,4 и значением тангенса угла диэлектрических потерь примерно tgδ≈2·10-4.In this example, the dielectric inserts 25 and 26 are made in the form of rectangular rods of fluoroplastic with a dielectric constant in the range ε = 2.0 ÷ 2.4 and a value of the dielectric loss tangent of about tgδ≈2 · 10 -4 .
В продольные каналы доступа 21 и 22 введены подстроечные винты 27 и 28 (фиг.3). Подстроечные винты 27, 28 введены с внешней стороны СВЧ резонатора 7 ортогонально его продольной оси в местах пучности напряжения и служат для настройки резонансной частоты.In the
Возбудитель СВЧ поля 9 выполнен в виде петли связи, установленной на одной из крышек СВЧ резонатора 7 - в рассматриваемом примере на передней крышке 15 (фиг.1, 4а, 4б, 4в). Петля связи имеет внутренний участок 9А, расположенный в поперечном канале доступа 23, и наружный участок 9Б, расположенный на внешней стороне крышки 15. Общая длина петли связи составляет величину, примерно равную λ/2, где λ - длина волны атомного перехода рабочего вещества газовой ячейки в вакууме, при этом ее внутренний участок 9А и наружный участки 9Б имеют длины, примерно равные λ/4, что при длине волны λ≈43,8 мм составляет примерно 11 мм. Такое конструктивное решение позволяет использовать возбудитель СВЧ поля 9, выполненный в виде петли связи, в СВЧ резонаторе 7 с уменьшенными до 12÷20 мм поперечными размерами основной полости 14.The causative agent of the microwave field 9 is made in the form of a communication loop installed on one of the covers of the microwave resonator 7 - in this example, on the front cover 15 (Fig. 1, 4a, 4b, 4c). The communication loop has an internal section 9 A located in the
Конструктивно петля связи реализована в виде электрического проводника. Этот проводник на всем своем протяжении не имеет электрического контакта с крышкой 15 за исключением свободного конца 9 В, закрепленного на внешней стороне крышки 15 с обеспечением электрического контакта с ней (фиг.4в). Другой конец этого проводника, образующий вход возбудителя СВЧ поля 9, соединен через по меньшей мере один умножительный диод 29 с центральной жилой подводящего коаксиального кабеля 30. По кабелю 30 поступает высокочастотный сигнал, преобразуемый далее с помощью умножительного диода 29 (или группы последовательно соединенных умножительных диодов) во входной СВЧ сигнал с частотой, соответствующей частоте f0 рабочего атомного перехода (для рубидия 87Rb - порядка 6834,6… МГц). Такое решение позволяет снизить частоту сигнала, передаваемого по кабелю 30, упростить входной высокочастотный тракт и снизить возникающие в нем потери.Structurally, the communication loop is implemented as an electrical conductor. This conductor throughout its entire length does not have electrical contact with the
Работа квантового дискриминатора осуществляется следующим образом. На оптический вход квантового дискриминатора, образованный окном оптической накачки 11, поступает световое излучение от источника света оптической накачки, например от рубидиевой безэлектродной спектральной лампы или полупроводникового лазера. Свет оптической накачки, распространяемый вдоль оптической оси 12, проходит через газовую ячейку 8 и поступает в фотодетектор 10. В результате поглощения света оптической накачки парами рабочего вещества (87Rb) в газовой ячейке 8 увеличивается населенность верхнего уровня (F=2) основного состояния атомов рубидия за счет нижнего (F=1) уровня. Одновременное воздействие на атомы рубидия СВЧ поля, создаваемого в СВЧ резонаторе 7 под воздействием входного СВЧ сигнала с частотой, соответствующей частоте f0 рабочего атомного перехода, приводит к увеличению числа атомов на нижнем уровне. Вероятность перехода атомов из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией (т.е. с верхнего уровня на нижний) под действием СВЧ поля зависит от расстройки между частотой входного СВЧ сигнала и частотой рабочего атомного перехода. При совпадении этих частот вероятность перехода максимальна, следовательно, максимально и поглощение света, прошедшего в фотодетектор 10 через газовую ячейку 8. По изменению интенсивности света, прошедшего в фотодетектор 10, производится индикация двойного радиооптического резонанса в рабочем веществе газовой ячейки 8 и по нему контролируется частота входного СВЧ сигнала. При этом ток фотодетектора 10 является функцией расстройки частот входного СВЧ сигнала и рабочего атомного перехода.The work of the quantum discriminator is as follows. The optical input of the quantum discriminator formed by the optical pumping window 11 receives light from an optical pumping light source, for example, from a rubidium electrodeless spectral lamp or a semiconductor laser. Optical pumped light propagating along the
В процессе работы квантового дискриминатора стабильная температура СВЧ резонатора 7 и находящейся в нем газовой ячейки 8 поддерживается выше температуры окружающей среды за счет нагревателя 5 и контролируется датчиком температуры 6. Магнитный экран 1 защищает газовую ячейку 8 от внешних магнитных полей. Обмотки 2 и 3 формируют постоянное магнитное поле, силовые линии которого параллельны оптической оси 12 и соответствуют направлению магнитных «Н» составляющих СВЧ поля в основной полости 14 СВЧ резонатора 7.During the operation of the quantum discriminator, the stable temperature of the
Распределение магнитных «Н» составляющих СВЧ поля, формируемого под воздействием входного СВЧ сигнала, сосредоточено в области оптической оси 12 (фиг.2б), аналогично распределению поля в цилиндрическом резонаторе прототипа, что обеспечивает эффективное взаимодействие входного СВЧ сигнала с атомами рабочего вещества в газовой ячейке 8.The distribution of the magnetic "H" components of the microwave field generated by the input microwave signal is concentrated in the region of the optical axis 12 (Fig.2b), similar to the distribution of the field in the cylindrical resonator of the prototype, which ensures effective interaction of the input microwave signal with atoms of the working substance in the
Распределение электрического «Е» поля в СВЧ резонаторе 7 сосредоточено, преимущественно, в продольных каналах доступа 21 и 22, что схематически отражено на фиг.2а. При этом электрическое поле несколько захватывает и ближайшие части баллона газовой ячейки 8, негативно влияя на параметры резонансной характеристики СВЧ резонатора 7 (уменьшается добротность, смещается резонансная частота).The distribution of the electric "E" field in the
Для ослабления негативного эффекта взаимодействия электрического поля с баллоном газовой ячейки 8 в заявляемом квантовом дискриминаторе реализованы меры по уменьшению напряженности электрического поля в зоне расположения газовой ячейки 8. Обеспечивается это за счет размещения в дополнительных полостях 19 и 20 диэлектрических вставок 25 и 26, заполняющих собой от 20% до 100% объема этих полостей. Как было указано выше, диэлектрическая проницаемость диэлектрических вставок 25 и 26 на резонансной частоте СВЧ резонатора 7 по меньшей мере в два раза больше диэлектрической проницаемости вакуума, а тангенс угла диэлектрических потерь меньше тангенса угла диэлектрических потерь материала баллона газовой ячейки 8. За счет этого пучности электрических «Е» силовых линий смещаются по направлению к диэлектрическим вставкам 25 и 26, что приводит к ослаблению напряженности электрического поля в зоне расположения газовой ячейки 8 и уменьшению влияния баллона газовой ячейки 8 на параметры СВЧ резонатора 7.To mitigate the negative effect of the interaction of the electric field with the cylinder of the
Это позволяет вплотную приблизить стенки основной полости 14 к баллону газовой ячейки 8 при одновременном уменьшении размеров газовой ячейки 8 до 12÷20 мм в диаметре без ухудшения добротности резонансной характеристики СВЧ резонатора 7 и смещения резонансной частоты.This allows you to closely approximate the walls of the
Таким образом, в заявляемом квантовом дискриминаторе на газовой ячейке удается уменьшить габариты СВЧ резонатора 7 за счет уменьшения размеров основной полости 14, в которой располагается газовая ячейка 8, при сохранении высокой эффективности взаимодействия входного СВЧ сигнала с атомами рабочего вещества в газовой ячейке и без ухудшения резонансных свойств СВЧ резонатора 7. Приблизительно, выигрыш в габаритах СВЧ резонатора 7, определяющих габариты квантового дискриминатора в целом, можно оценить в полтора - два раза по отношению к прототипу.Thus, in the inventive quantum discriminator on a gas cell, it is possible to reduce the dimensions of the
Рассмотренное показывает, что заявляемое изобретение осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании квантового дискриминатора на газовой ячейке с уменьшенными габаритами СВЧ резонатора при сохранении его резонансных свойств.The above shows that the claimed invention is feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a quantum discriminator on a gas cell with reduced dimensions of the microwave resonator while maintaining its resonant properties.
Источники информацииInformation sources
1. US 5751193, H03L 7/26, опубл. 12.05.1998.1. US 5751193,
2. US 4661782, H03L 7/26, H01P 7/06, H01S 1/06, опубл. 28.04.1987.2. US 4661782,
3. US 3798565, H03B 3/12, опубл. 19.03.1974.3. US 3798565, H03B 3/12, publ. 03/19/1974.
4. RU 2080716 C1, H01S 1/06, опубл. 27.05.1997.4. RU 2080716 C1, H01S 1/06, publ. 05/27/1997.
5. B.C.Жолнеров, О.П.Харчев. О влиянии стеклянного баллона, помещенного в резонатор, на его добротность / Вопросы радиоэлектроники, серия общетехническая, выпуск 10,1976, с.93-97.5. B.C. Zholnerov, O.P. Kharchev. On the effect of a glass cylinder placed in a resonator on its quality factor / Questions of radio electronics, general technical series, issue 10.1976, pp. 93-97.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011129981/28A RU2479122C2 (en) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Quantum discriminator on gas cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011129981/28A RU2479122C2 (en) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Quantum discriminator on gas cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011129981A RU2011129981A (en) | 2013-01-27 |
| RU2479122C2 true RU2479122C2 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=48805268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011129981/28A RU2479122C2 (en) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Quantum discriminator on gas cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2479122C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197054U1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук | Subminiature quantum frequency standard |
| RU2726851C1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-07-16 | Закрытое Акционерное Общество "Время-Ч" | Frequency standard quantum hydrogen generator |
| RU2738464C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью «Атомикс» (ООО «Атомикс») | Quantum frequency discriminator |
| RU2782239C1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-10-25 | Акционерное общество "Морион" | Quantum generator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554358C1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" | Manufacturing method of small-sized atomic cells with vapours of atoms of alkaline metals and device for its implementation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1025306A1 (en) * | 1981-02-03 | 1990-08-15 | Организация П/Я В-8466 | Quantum discriminator |
| SU1484231A1 (en) * | 1986-12-26 | 1994-01-30 | М.Г. Вишин | Quantum discriminator |
| RU2080716C1 (en) * | 1993-11-30 | 1997-05-27 | Российский институт радионавигации и времени | Radio spectroscope with absorbing cell |
| US20100265972A1 (en) * | 2005-10-17 | 2010-10-21 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
| US7852163B2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-12-14 | Sarnoff Corporation | Batch-fabricated, RF-interrogated, end transition, chip-scale atomic clock |
-
2011
- 2011-07-19 RU RU2011129981/28A patent/RU2479122C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1025306A1 (en) * | 1981-02-03 | 1990-08-15 | Организация П/Я В-8466 | Quantum discriminator |
| SU1484231A1 (en) * | 1986-12-26 | 1994-01-30 | М.Г. Вишин | Quantum discriminator |
| RU2080716C1 (en) * | 1993-11-30 | 1997-05-27 | Российский институт радионавигации и времени | Radio spectroscope with absorbing cell |
| US20100265972A1 (en) * | 2005-10-17 | 2010-10-21 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
| US7852163B2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-12-14 | Sarnoff Corporation | Batch-fabricated, RF-interrogated, end transition, chip-scale atomic clock |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197054U1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук | Subminiature quantum frequency standard |
| RU2726851C1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-07-16 | Закрытое Акционерное Общество "Время-Ч" | Frequency standard quantum hydrogen generator |
| RU2738464C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью «Атомикс» (ООО «Атомикс») | Quantum frequency discriminator |
| RU2782239C1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-10-25 | Акционерное общество "Морион" | Quantum generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011129981A (en) | 2013-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bratman et al. | FEL's with Bragg reflection resonators: cyclotron autoresonance masers versus ubitrons | |
| US6255647B1 (en) | Atomic frequency standard based on coherent state preparation | |
| US5387881A (en) | Atomic frequency standard | |
| US4495478A (en) | Cavity resonator for atomic frequency standard | |
| RU2479122C2 (en) | Quantum discriminator on gas cell | |
| US9396924B2 (en) | Light source | |
| US9293890B2 (en) | Device and method for generating stimulated emission of microwave or radio frequency radiation | |
| US11303087B1 (en) | Photonic crystal masers | |
| EP0622905A2 (en) | Evanescent-field interrogator for atomic frequency standards | |
| CN102299714B (en) | Microwave cavity bubble device | |
| JP5407570B2 (en) | Atomic oscillator | |
| JP3963998B2 (en) | Atomic oscillator | |
| US11469566B1 (en) | Generating electromagnetic radiation from a photonic crystal maser | |
| JP5713039B2 (en) | Atomic oscillator | |
| RU2452086C1 (en) | Quantum frequency standard on gas cell | |
| RU2080716C1 (en) | Radio spectroscope with absorbing cell | |
| KR101432594B1 (en) | Electrodeless lighting equipment | |
| Jeong et al. | Sideband instability in the compact THz free-electron laser at KAERI | |
| Gerasimchuk et al. | Tuning of the emission frequency of waveguide CO2 lasers with radiofrequencyexcitation of the active medium | |
| KR100862295B1 (en) | Compact waveguide and electrodeless lighting device having same | |
| Ohshima et al. | The Optically Pumped Cs Frequency Standard at the NRLM | |
| Mrad et al. | Fe3+ paramagnetic ion in {\alpha}-Al2 O3 energy levels revisited. Application to a 31 GHz Maser proposal | |
| Bandurkin et al. | High-harmonic gyrodevices with frequency multiplication | |
| JPH07263776A (en) | Gas cell type atomic oscillator | |
| Kaminski et al. | Terahertz electron masers with frequency multiplication |