RU2776279C1 - Subminiature quantum frequency standard and the method for arranging its components - Google Patents

Subminiature quantum frequency standard and the method for arranging its components Download PDF

Info

Publication number
RU2776279C1
RU2776279C1 RU2021129938A RU2021129938A RU2776279C1 RU 2776279 C1 RU2776279 C1 RU 2776279C1 RU 2021129938 A RU2021129938 A RU 2021129938A RU 2021129938 A RU2021129938 A RU 2021129938A RU 2776279 C1 RU2776279 C1 RU 2776279C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screen
cell
magnetic
quantum
laser
Prior art date
Application number
RU2021129938A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Федорович Курчанов
Алексей Сергеевич Сальников
Сергей Николаевич Овчинников
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Application granted granted Critical
Publication of RU2776279C1 publication Critical patent/RU2776279C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical harmonic signal creation.
SUBSTANCE: inventions relate to means for creating an electrical harmonic signal with a given highly stable frequency. To achieve the effect, a quantum frequency standard is proposed, containing a housing, a quantum discriminator, a quartz oscillator and an electronic control system. The thermal stabilization and magnetic shielding system of a glass absorbing cell with Cs alkali metal vapors includes a pair of rectangular magnetic shields arranged in such a way that the inner magnetic shield surrounds the cell, and the outer magnetic shield surrounds the inner magnetic shield, the outer shield being airtight, and the inner shield having through holes, the axis of which coincides with the direction of propagation of laser radiation, is perpendicular to the larger plane of the rectangular screen, and the process of the cell is oriented in the direction of the long edge of the screen rectangle. The hole in the inner magnetic screen on the side of the laser radiation is provided with a window. The internal magnetic screen is provided with means for heating and thermal stabilization of the absorbing cell. Bias coils are also installed inside the inner screen.
EFFECT: reducing the size of the device and its power consumption.
5 cl, 10 dwg

Description

Изобретения (устройство и способ) относятся к квантовым стандартам частоты на основе эффекта когерентного пленения населенностей (КСЧ-КПН), устройствам для генерирования гармонических электрических сигналов с высокой стабильностью частоты, и может быть использовано в электронных приборах в качестве задающего генератора мегагерцового диапазона.The inventions (device and method) relate to quantum frequency standards based on the effect of coherent population trapping (QFC-CPT), devices for generating harmonic electrical signals with high frequency stability, and can be used in electronic devices as a master oscillator in the megahertz range.

Известен сверхминиатюрный квантовый стандарт частоты на основе КПН, который сочетает в себе низкую кратковременную и долговременную нестабильность частоты, а также малые габариты и низкое энергопотребление (http://conf.laplas.mephi.ru/wp-content/uploads/2019/11/Palchikov_min_standards23.10.19.pdf).A subminiature quantum frequency standard based on CPT is known, which combines low short-term and long-term frequency instability, as well as small size and low power consumption (http://conf.laplas.mephi.ru/wp-content/uploads/2019/11/ Palchikov_min_standards23.10.19.pdf).

Однако, компоновка с разделением электроники управления (3 платы) и «частотного дискриминатора» («физической части» и 2-х вспомогательных электронных плат) в виде отдельных модулей при размещении внешнего магнитного экрана на поверхности «физической части» (на малом расстоянии от поверхности внутреннего магнитного экрана), при которой электроника управления компонуется в виде «этажерки», а магнитные экраны «частотного дискриминатора» выполнены на основе цилиндрических форм, заключенных в прямоугольные конструктивные элементы - не позволяет достигнуть более высокой компактности (достигнуть меньших габаритов).However, the layout with the separation of the control electronics (3 boards) and the "frequency discriminator" (the "physical part" and 2 auxiliary electronic boards) as separate modules when an external magnetic shield is placed on the surface of the "physical part" (at a short distance from the surface internal magnetic screen), in which the control electronics are assembled in the form of a “shelf”, and the magnetic screens of the “frequency discriminator” are made on the basis of cylindrical shapes enclosed in rectangular structural elements - does not allow achieving higher compactness (reaching smaller dimensions).

Кроме того, известен сверхминиатюрный квантовый стандарт частоты https://i.moscow/patents/RU197054U1_20200326, являющийся прототипом предполагаемых изобретений.In addition, a subminiature quantum frequency standard https://i.moscow/patents/RU197054U1_20200326 is known, which is the prototype of the proposed inventions.

Однако, компоновка с разделением электронной системы управления и «квантового дискриминатора» («физической части») в виде отдельных блоков при размещении внешнего магнитного экрана на поверхности «физической части» (на малом расстоянии от поверхности внутреннего магнитного экрана), при которой электронная система управления компонуется в виде отдельной сборочной единицы, а магнитные экраны «частотного дискриминатора» выполнены на основе цилиндрических форм -не позволяет достигнуть более высокой компактности (достигнуть меньших габаритов).However, the layout with the separation of the electronic control system and the "quantum discriminator" ("physical part") in the form of separate blocks when the external magnetic shield is placed on the surface of the "physical part" (at a short distance from the surface of the internal magnetic shield), in which the electronic control system assembled in the form of a separate assembly unit, and the magnetic screens of the "frequency discriminator" are made on the basis of cylindrical shapes - it does not allow to achieve a higher compactness (to achieve smaller dimensions).

Задачей предлагаемых изобретений является устранение недостатков прототипа.The objective of the proposed inventions is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является создание сверхминиатюрного квантового стандарта частоты упрощенной конструкции, обладающего малыми габаритами, малым энергопотреблением и повышенными прочностью и жесткостью конструкции при сохранении высокой стабильности сигнала частотой 10 МГц на выходе устройства.The technical result obtained from the implementation of the inventions is the creation of a subminiature quantum frequency standard of a simplified design, which has small dimensions, low power consumption and increased strength and rigidity of the structure while maintaining high stability of the 10 MHz signal at the output of the device.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагается сверхминиатюрный квантовый стандарт частоты на основе эффекта когерентного пленения населенностей (Фиг. 1 - Фиг. 6), содержащий квантовый дискриминатор (1), кварцевый генератор (2) и электронную систему управления (3), при этом квантовый дискриминатор содержит последовательно расположенные в оптической схеме диодный лазер (4) с вертикальным резонатором, фазовую четвертьволновую пластинку (5) для получения циркулярно поляризованного лазерного поля, стеклянную поглощающую ячейку (6) с парами щелочного металла, снабженную системой термостабилизации и магнитного экранирования, включающую, по меньшей мере, пару магнитных экранов, расположенных вокруг ячейки квантового дискриминатора таким образом, что внутренний магнитный экран (7) окружает ячейку, а внешний магнитный экран (8) окружает внутренний магнитный экран, причем названные магнитные экраны расположены с зазором между ними, внешний магнитный экран заполнен инертным газом, причем во внутреннем экране выполнены сквозные отверстия для ввода в ячейку и вывода из нее лазерного излучения, ось (9) которых проходит через поглощающую ячейку, при этом внутренний магнитный экран снабжен средствами нагрева (10) и термостабилизации (11) поглощающей ячейки, внутри внутреннего экрана также установлены две катушки подмагничивания (12) для создания однородного магнитного поля в области стеклянной ячейки.The set technical result is achieved by the fact that a subminiature quantum frequency standard is proposed based on the effect of coherent population trapping (Fig. 1 - Fig. 6), containing a quantum discriminator (1), a quartz oscillator (2) and an electronic control system (3), while The quantum discriminator contains a diode laser (4) with a vertical resonator arranged in series in the optical scheme, a phase quarter-wave plate (5) for obtaining a circularly polarized laser field, a glass absorbing cell (6) with alkali metal vapor, equipped with a thermal stabilization and magnetic shielding system, including, at least a pair of magnetic screens located around the cell of the quantum discriminator in such a way that the inner magnetic screen (7) surrounds the cell, and the outer magnetic screen (8) surrounds the inner magnetic screen, and said magnetic screens are located with a gap between them, the outer magnetic screen filled with inert gas, and in the inner screen there are through holes for input into the cell and output from it of laser radiation, the axis (9) of which passes through the absorbing cell, while the inner magnetic screen is equipped with means for heating (10) and thermal stabilization (11) of the absorbing cell, inside In the inner screen, two bias coils (12) are also installed to create a uniform magnetic field in the area of the glass cell.

При этом внешний магнитный экран (8) одновременно является герметичным корпусом стандарта, что уменьшает габариты и упрощает конструкцию.At the same time, the external magnetic screen (8) is at the same time a hermetically sealed housing of the standard, which reduces the dimensions and simplifies the design.

В качестве заполняющего внешний экран газа выбран Хе, что уменьшает энергопотребление как за счет малой теплопроводности газа Хе, так и за счет относительно больших расстояний между внешней поверхностью внутреннего экрана и внутренней поверхностью внешнего экрана, по сравнению с аналогами и прототипом.Xe was chosen as the gas filling the outer screen, which reduces power consumption both due to the low thermal conductivity of the Xe gas and due to the relatively large distances between the outer surface of the inner screen and the inner surface of the outer screen, compared with analogues and the prototype.

Ячейка (6) выполнена с отростком.Cell (6) is made with a process.

Внутренний магнитный экран (7) имеет прямоугольную форму, что позволяет упростить конструкцию путем отказа от использования электронного устройства охлаждения отростка ячейки (6) и обеспечения возможности использования естественного стока тепла от отростка ячейки.The internal magnetic shield (7) has a rectangular shape, which makes it possible to simplify the design by eliminating the use of an electronic device for cooling the cell offshoot (6) and making it possible to use the natural heat sink from the offshoot of the cell.

Отверстия для ввода в ячейку и вывода из нее лазерного излучения выполнены на прямоугольных поверхностях внутреннего экрана, что позволяет пропускать лазерное излучение через ячейку по направлению короткой стороны экрана, а отросток ячейки ориентировать по направлению длинной стороны экрана, в результате чего компоновка становится более компактной.Holes for input and output of laser radiation from the cell are made on the rectangular surfaces of the inner screen, which allows laser radiation to pass through the cell in the direction of the short side of the screen, and the cell extension to be oriented in the direction of the long side of the screen, resulting in a more compact layout.

На поверхности внутреннего экрана, обращенном в сторону лазерного излучения, размещают окно, представляющее собой пакет из четвертьволновой пластины (5) и нейтрального светофильтра (13), при этом добавление в пакет нейтрального светофильтра снижает мощность лазерного излучения в ячейке, что уменьшает полевой сдвиг частоты и увеличивает стабильность работы стандарта.On the surface of the inner screen facing the laser radiation, a window is placed, which is a package of a quarter-wave plate (5) and a neutral filter (13), while adding a neutral filter to the package reduces the laser radiation power in the cell, which reduces the field frequency shift and increases the stability of the standard.

Пакет из четвертьволновой пластины и нейтрального светофильтра дополняют клиновидным вкладышем(14), расположенным между пакетом и поверхностью внутреннего экрана, что обеспечивает наклон пластины и светофильтра, снижающий возможное негативное действие отраженного перпендикулярно луча на стабильность работы лазерного диода.A package of a quarter-wave plate and a neutral filter is supplemented with a wedge-shaped insert (14) located between the package and the surface of the inner screen, which ensures the inclination of the plate and filter, which reduces the possible negative effect of the beam reflected perpendicularly on the stability of the laser diode.

Средства нагрева (10) и термостабилизации (11) поглощающей ячейки располагают в отдельном отсеке (15), дополняющем внутренний экран, содержащий поглощающую ячейку, при этом отдельный отсек выполняют из того же материала (пермаллоя), что и внутренний экран, по той же технологии (лазерная сварка), что упрощает конструкцию и повышает точность термостатирования путем переноса наиболее горячей точки (нагревательного транзистора) с внешней поверхности на внутреннюю перегородку между отсеками.The means of heating (10) and thermal stabilization (11) of the absorbing cell are located in a separate compartment (15), which complements the inner screen containing the absorbing cell, while the separate compartment is made of the same material (permalloy) as the inner screen, using the same technology (laser welding), which simplifies the design and improves the accuracy of temperature control by transferring the hottest point (heating transistor) from the outer surface to the inner partition between the compartments.

Для предотвращения нежелательной кристаллизации атомов на стенках ячейки реализован градиент температур с помощью металлического элемента стока тепла, соединяющего отросток ячейки, содержащий атомы металла, с выходящим за габарит экрана элементом.To prevent undesirable crystallization of atoms on the cell walls, a temperature gradient is implemented with the help of a metal heat sink element connecting the cell spur containing metal atoms with the element extending beyond the screen envelope.

В качестве щелочного металла стеклянной ячейки выбран природный Cs, что снижает стоимость и упрощает технологию изготовления ячейки.Natural Cs was chosen as the alkali metal of the glass cell, which reduces the cost and simplifies the manufacturing technology of the cell.

Катушки подмагничивания (12), устанавливают во внутреннем экране (7), причем катушки имеют прямоугольную форму, что позволяет придать катушкам максимально возможную площадь для выбранной формы экрана при условии совмещения центра катушек с осью отверстий (9) для лазерного излучения и с центром сферической ячейки.The bias coils (12) are installed in the inner screen (7), and the coils are rectangular in shape, which makes it possible to give the coils the maximum possible area for the selected screen shape, provided that the center of the coils is aligned with the axis of the holes (9) for laser radiation and with the center of the spherical cell .

Далее рассматривается возможность замены круглых катушек подмагничивания на прямоугольные при размещении катушек в прямоугольной полости магнитного экрана. Показана возможность улучшения однородности магнитного поля.Next, we consider the possibility of replacing round bias coils with rectangular ones when the coils are placed in a rectangular cavity of the magnetic screen. The possibility of improving the uniformity of the magnetic field is shown.

Известно, что кольца (катушки) Гельмгольца, представляют собой две соосно расположенные одинаковые радиальные катушки, расстояние между центрами которых Н равно их среднему радиусу R. В центре системы имеется зона однородного магнитного поля. Одна катушка создает на оси магнитное полеIt is known that Helmholtz rings (coils) are two coaxially located identical radial coils, the distance between the centers of which H is equal to their average radius R. There is a zone of a uniform magnetic field in the center of the system. One coil creates a magnetic field on the axis

Figure 00000001
Figure 00000001

где I - ток через катушку, в амперах, R - радиус катушки, в метрах, х - расстояние по оси катушки от ее плоскости, в метрах, n - количество витков, μ0 - магнитная постоянная (4π×10-7 Тл×м/А)where I is the current through the coil, in amperes, R is the radius of the coil, in meters, x is the distance along the axis of the coil from its plane, in meters, n is the number of turns, μ 0 is the magnetic constant (4π × 10 -7 T × m /BUT)

Тогда, принимая во внимание, что расстояние по оси от катушки до центра выбирают равным х=R/2, поле в центре катушкиThen, taking into account that the distance along the axis from the coil to the center is chosen equal to x=R/2, the field in the center of the coil

Figure 00000002
Figure 00000002

Рассмотрим теперь пару бесконечных прямых параллельных проводов с равными, но обратными по знаку токами, перпендикулярных некоторой оси, причем расстояния от проводов до оси (в противоположные стороны) равны R, а расстояние вдоль оси от плоскости, в которой лежат провода равно х. Тогда магнитное поле на оси равноLet us now consider a pair of infinite straight parallel wires with currents equal but opposite in sign, perpendicular to some axis, and the distances from the wires to the axis (in opposite directions) are equal to R, and the distance along the axis from the plane in which the wires lie is equal to x. Then the magnetic field on the axis is

Figure 00000003
Figure 00000003

Следовательно, вторая пара проводов с током, расположенная на плоскости, отстоящей от первой на расстояние Н по рассматриваемой оси, также создаст вблизи точки х=H/2 зону однородного магнитного поля.Consequently, the second pair of wires with current, located on a plane spaced from the first by a distance H along the considered axis, will also create a zone of a uniform magnetic field near the point x=H/2.

Представляется интересным сравнить размер зон при заданном допуске на неоднородность величины К (у)=В(у)/В(0), рассматривая магнитное поле как функцию от у=(х-Н/2)/Н, выбрав вначале Н=R, а затем рассмотрев и другие соотношения.It seems interesting to compare the size of the zones with a given tolerance for the inhomogeneity of the value K (y) \u003d B (y) / B (0), considering the magnetic field as a function of y \u003d (x-H / 2) / H, choosing first H \u003d R, and then considering other relationships.

На Фиг. 7 видно, что неоднородность магнитного поля при Н=R для системы прямых проводов больше, чем для катушек Гельмгольца, причем вблизи у=0,3 отношение неоднородностей максимально и равно ≈2.On FIG. 7 it can be seen that the inhomogeneity of the magnetic field at H=R for a system of straight wires is greater than for Helmholtz coils, and near y=0.3 the ratio of inhomogeneities is maximum and equal to ≈2.

Следовательно, для системы прямых проводов (или равнозначных длинных прямоугольных катушек) условие Н=R не является оптимальным. На Фиг. 8 видно, что неоднородность магнитного поля при Н=1,1547? для системы прямых проводов заметно меньше, чем для катушек Гельмгольца при Н=R, причем при у=0,5 отношение неоднородностей поля примерно равно 0,5. Таким образом, при заданном доступном для проводников габарите 2R и меньшем доступного габарита расстоянии между катушками R (для катушек Гельмгольца), для системы прямых проводов оптимальное расстояние между плоскостями размещения проводов в направлении оси равно Н=1,154/?.Therefore, for a system of straight wires (or equivalent long rectangular coils), the condition H=R is not optimal. On FIG. 8 shows that the inhomogeneity of the magnetic field at H = 1.1547? for a system of straight wires, it is noticeably less than for Helmholtz coils at H=R, and at y=0.5, the ratio of field inhomogeneities is approximately equal to 0.5. Thus, with a given dimension 2R available for conductors and a smaller distance between the coils R (for Helmholtz coils), for a system of straight wires, the optimal distance between the planes of placement of wires in the direction of the axis is H = 1.154/?.

Следовательно, при размещении магнитной системы в прямоугольном экране с высотой внутренней полости, например, 9 мм, и выбрав систему прямых проводов с расстоянием между ними по высоте 9 мм и расстоянием между плоскостями пар проводов 5,19 мм неоднородность поля на расстоянии от центра ≈2 мм составит ≈1,8%. При этом для катушек Гельмгольца радиусом 4,5 мм с расстоянием между катушками 4,5 мм на таком же расстоянии «2 мм от центра неоднородность достигает 3,6%.Therefore, when placing the magnetic system in a rectangular screen with an internal cavity height of, for example, 9 mm, and choosing a system of straight wires with a height distance of 9 mm between them and a distance between the planes of pairs of wires of 5.19 mm, the field inhomogeneity at a distance from the center is ≈2 mm will be ≈1.8%. In this case, for Helmholtz coils with a radius of 4.5 mm and a distance between the coils of 4.5 mm, at the same distance of 2 mm from the center, the inhomogeneity reaches 3.6%.

В том случае, когда требуется наилучшая однородность поля не точно в центре, а в некоторой области вблизи центра, тогда оптимальными становятся другие условия. Так, например, для рассмотренной выше полости высотой 9 мм, позволяющей размещать в ней катушки диаметром 9 мм или пары проводов с тем же расстоянием между ними, рассмотрим зону ±3 мм вблизи центра по оси. В этом случае относительное отклонение достигает 0,67.In the case when the best uniformity of the field is required not exactly at the center, but in some region near the center, then other conditions become optimal. So, for example, for the cavity considered above 9 mm high, which makes it possible to place coils with a diameter of 9 mm or pairs of wires with the same distance between them, consider a zone of ±3 mm near the center along the axis. In this case, the relative deviation reaches 0.67.

На Фиг. 9 видно, что неоднородность магнитного поля при Н=1,32/R для системы прямых проводов меньше, чем для катушек Гельмгольца при Н=1,19/R, причем при у<0,7 отношение неоднородностей поля примерно равно 0,5.On FIG. 9 it can be seen that the inhomogeneity of the magnetic field at H=1.32/R for a system of straight wires is less than for Helmholtz coils at H=1.19/R, and at y<0.7 the ratio of field inhomogeneities is approximately equal to 0.5.

Считая, что внутренний объем поглощающей ячейки может иметь диаметр максимум 5 мм (при внешнем диаметре ячейки 6 мм), можно попытаться достигнуть наилучшей однородности поля в зоне ±2,5 мм от центра, что соответствует относительному отклонению у<0,56.Assuming that the inner volume of the absorbing cell can have a maximum diameter of 5 mm (with an outer cell diameter of 6 mm), one can try to achieve the best field uniformity in the area of ±2.5 mm from the center, which corresponds to a relative deviation y<0.56.

На Фиг. 10 видно, что неоднородность магнитного поля при Н=1,29/R для системы прямых проводов меньше, чем для катушек Гельмгольца при Н=1,14/R.On FIG. 10 shows that the inhomogeneity of the magnetic field at H=1.29/R for a system of straight wires is less than for Helmholtz coils at H=1.14/R.

Рассмотренные выше соотношения имеют место при отсутствии влияния внешнего магнитного экрана. Разумеется, пару длинных проводов можно без особого влияния на результаты заменить на сильно вытянутую прямоугольную катушку, либо на катушку, менее вытянутую, более близкую по форме к квадрату.The relations considered above take place in the absence of the influence of an external magnetic screen. Of course, a pair of long wires can be replaced without much influence on the results by a highly elongated rectangular coil, or by a coil that is less elongated, closer in shape to a square.

В одном из последних экспериментальных вариантов конструкции, использованы квадратные катушки размером 9×9 мм с расстоянием между ними 7 мм. Это расстояние примерно соответствует оптимальному значению 5,8 мм при учете ширины катушек ≈1,0 мм и конструктивного зазора в полости ≈0,2 мм.In one of the latest experimental designs, square coils 9x9 mm in size were used with a distance between them of 7 mm. This distance roughly corresponds to the optimal value of 5.8 mm, taking into account the width of the coils ≈1.0 mm and the structural gap in the cavity ≈0.2 mm.

Влияние магнитного экрана можно оценить точно только численным моделированием в специально для этого предназначенной программе.The effect of a magnetic shield can only be accurately estimated by numerical simulation in a specially designed program.

ВЫВОДЫ. Пара прямоугольных катушек в ограниченном объеме прямоугольного экрана способна создать более однородное магнитное поле по сравнению с парой круглых катушек при правильном выборе расстояний между катушками.CONCLUSIONS. A pair of rectangular coils within the limited volume of a rectangular shield is capable of producing a more uniform magnetic field than a pair of round coils, if the spacing between the coils is properly chosen.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

На Фиг. 1 представлена общая схема заявленного устройства,On FIG. 1 shows the general scheme of the claimed device,

На Фиг. 2 представлен внешний вид сверхминиатюрного квантового стандарта частоты.On FIG. 2 shows the appearance of a subminiature quantum frequency standard.

На Фиг. 3 представлен вид сверхминиатюрного квантового стандарта частоты без крышки корпуса, без радиокомпонентов на электронных платах и без установленной (сверху) платы контроллера. Внутренний магнитный экран со схемой термостатирования установлен (на нихромовых нитях, приваренных к экрану и впаянных в боковые платы).On FIG. 3 shows a view of a subminiature quantum frequency standard without a case cover, without radio components on electronic boards and without a controller board installed (on top). An internal magnetic screen with a temperature control circuit is installed (on nichrome threads welded to the screen and soldered into the side boards).

На Фиг. 4 представлены днище и крышка сверхминиатюрного квантового стандарта частоты.On FIG. 4 shows the bottom and cover of the subminiature quantum frequency standard.

На Фиг. 5 представлен вид внутреннего магнитного экрана. Одна из стенок экрана показана прозрачной, нити подвески со стопорными узлами («устричный узел») в отверстиях подвески экрана не показаны, внутренняя заливка экрана компаундом (силиконовым) не показана. Внутренний магнитный экран прямоугольной формы дополнен отсеком прямоугольной формы для размещения средства нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки.On FIG. 5 is a view of the internal magnetic shield. One of the screen walls is shown as transparent, the suspension threads with stop knots (“oyster knot”) in the holes of the screen suspension are not shown, the internal filling of the screen with a compound (silicone) is not shown. The internal rectangular magnetic screen is supplemented with a rectangular compartment for accommodating the means of heating and thermal stabilization of the absorbing cell.

На Фиг. 6 представлены некоторые входящие во внутренний магнитный экран детали: ячейки, вклеенные во вспомогательные скобы; катушки подмагничивания, наклеенные на скобы; трубка стока тепла, наклеенная на отросток ячейки; вариант охладителя, надетый на трубку стока теплаOn FIG. 6 shows some of the parts included in the internal magnetic screen: cells glued into auxiliary brackets; bias coils glued to the brackets; a heat sink tube glued to the cell outgrowth; variant of the cooler, put on the heat sink tube

На Фиг. 7-10 показаны графики, иллюстрирующие текст с обоснованием выбора прямоугольной формы катушек подмагничивания. На общей схеме заявленного устройства (Фиг. 1), где:On FIG. 7-10 are graphs illustrating text justifying the selection of rectangular bias coils. On the general scheme of the claimed device (Fig. 1), where:

1 - группа элементов конструкции, традиционно именуемая «квантовым дискриминатором частоты», состоящая из «физической части» (из ячейки в термостате с магнитным экранированием и средствами регулировки температуры), из источника излучения (лазера), его приемника (фотодиода) и из вспомогательных оптических элементов (пакета из четвертьволновой пластины и нейтрального светофильтра, дополненное клиновидным вкладышем);1 - a group of structural elements, traditionally referred to as a "quantum frequency discriminator", consisting of a "physical part" (from a cell in a thermostat with magnetic shielding and temperature control), from a radiation source (laser), its receiver (photodiode) and from auxiliary optical elements (a package of a quarter-wave plate and a neutral light filter, supplemented by a wedge-shaped insert);

2 - кварцевый генератор, управляемый напряжением (ГУН);2 - voltage controlled crystal oscillator (VCO);

3 - электронная система управления;3 - electronic control system;

4 - диодный лазер с вертикальным резонатором;4 - diode laser with a vertical resonator;

5 - фазовая четвертьволновая пластинка;5 - phase quarter-wave plate;

6 - стеклянная поглощающая ячейка с парами щелочного металла;6 - glass absorbing cell with alkali metal vapor;

7 - внутренний магнитный экран (окружает ячейку);7 - internal magnetic screen (surrounds the cell);

8 - внешний магнитный экран (окружает внутренний магнитный экран);8 - external magnetic shield (surrounds the internal magnetic shield);

9 - ось сквозных отверстий для ввода в ячейку и вывода из нее лазерного излучения (проходит через поглощающую ячейку);9 - axis of through holes for input into the cell and output from it of laser radiation (passes through the absorbing cell);

10 - средство нагрева поглощающей ячейки;10 - means for heating the absorbing cell;

11 - средство термостабилизации поглощающей ячейки;11 - means of thermal stabilization of the absorbing cell;

12 - катушки подмагничивания (для создания однородного магнитного поля в области стеклянной ячейки);12 - bias coils (to create a uniform magnetic field in the area of the glass cell);

13 - нейтральный светофильтр;13 - neutral light filter;

14 - клиновидный вкладыш;14 - wedge-shaped insert;

15 - отдельный отсек для средства нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки;15 - a separate compartment for the means of heating and thermal stabilization of the absorbing cell;

16 - фотодиод;16 - photodiode;

17 - генератор сверхвысокой частоты (СВЧ) управляемый напряжением;17 - generator of ultrahigh frequency (SHF) controlled by voltage;

18 - нагреватель (элемент Пельтье) с датчиком температуры (терморезистором) лазерного диода (встроены в корпус лазерного диода);18 - heater (Peltier element) with a laser diode temperature sensor (thermistor) (built into the laser diode housing);

19 - цепи управления температурой лазера;19 - laser temperature control circuits;

20 - цепи управления температурой ячейки и током подмагничивания катушек;20 - control circuits for cell temperature and coil bias current;

21 - сигнал модуляции тока лазера (для модуляции его длины волны);21 - laser current modulation signal (to modulate its wavelength);

22 - сигнал модуляции частоты СВЧ генератора (для захвата частоты КПН резонанса квантовым дискриминатором частоты);22 - frequency modulation signal of the microwave generator (for capturing the CPT resonance frequency by a quantum frequency discriminator);

23 - сигнал модуляции тока лазера СВЧ частотой (для расщепления спектральной линии лазера, обеспечивающего наблюдение КПН резонанса);23 - signal modulation of the laser current by microwave frequency (for splitting the spectral line of the laser, providing observation of the CPT resonance);

24 - сигналы управления микросхемой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) СВЧ генератора (относительно частоты кварцевого генератора ГУН);24 - control signals of the phase-locked loop (PLL) microcircuit of the microwave generator (relative to the frequency of the VCO crystal oscillator);

25 - сигнал кварцевого генератора (для обеспечения работы схемы ФАПЧ СВЧ генератора);25 - signal of a quartz oscillator (to ensure the operation of the PLL circuit of the microwave oscillator);

26 - сигнал кварцевого генератора (для тактирования микроконтроллера и для выработки выходного сигнала квантового стандарта частоты, непосредственно, либо после деления частоты 10 МГц в 2 раза, до частоты 5 МГц);26 - crystal oscillator signal (for clocking the microcontroller and for generating the output signal of the quantum frequency standard, directly, or after dividing the frequency of 10 MHz by 2, up to a frequency of 5 MHz);

27 - выходной сигнал фотодиода;27 - output signal of the photodiode;

28 - линза (возможный, не обязательный, элемент в оптической схеме).28 - lens (possible, optional, element in the optical scheme).

Устройство работает следующим образом. Электронная система управления:The device works as follows. Electronic control system:

1) преобразует входное питающее напряжение квантового стандарта частоты (например,+5 В) в стабилизированные напряжения питания элементов системы управления (например,+3 В);1) converts the input supply voltage of the quantum frequency standard (for example, +5 V) into stabilized supply voltages for the control system elements (for example, +3 V);

2) вырабатывает выходные сигналы частоты квантового стандарта (например, меандры с частотами 10 МГц и 5 МГц и синусоидальный сигнал одной из этих частот);2) generates quantum standard frequency output signals (for example, meanders with frequencies of 10 MHz and 5 MHz and a sinusoidal signal of one of these frequencies);

3) вырабатывает (при необходимости) импульсные сигналы времени (например, с частотой 1 Гц, либо 100 Гц, либо с иной частотой);3) generates (if necessary) pulse time signals (for example, with a frequency of 1 Hz, or 100 Hz, or with a different frequency);

4) осуществляет (при необходимости) информационный обмен с пользователем квантового стандарта по интерфейсу RS-232;4) carries out (if necessary) information exchange with the user of the quantum standard via the RS-232 interface;

5) осуществляет подключение к микроконтроллеру по протоколу SWD, позволяя реализовать отладочные режимы работы и обновление программы микроконтроллера;5) connects to the microcontroller via the SWD protocol, allowing you to implement debugging modes and update the microcontroller program;

6) осуществляет прием (при необходимости) внешних синхронизующих импульсов (например, импульсов ГНСС с частой 1 Гц), для реализации режима дисциплинирования стандарта;6) receives (if necessary) external clock pulses (for example, GNSS pulses with a frequency of 1 Hz) to implement the standard discipline mode;

7) вырабатывает и принимает сигналы цепи управления температурой лазера;7) generates and receives signals from the laser temperature control circuit;

8) вырабатывает и принимает сигналы цепи управления температурой ячейки;8) generates and receives signals from the cell temperature control circuit;

9) вырабатывает сигнал модуляции тока лазера (для модуляции его длины волны);9) generates a laser current modulation signal (to modulate its wavelength);

10) вырабатывает сигнал модуляции частоты СВЧ генератора (для захвата частоты КПН резонанса квантовым дискриминатором частоты);10) generates a frequency modulation signal of the microwave generator (for capturing the CPT resonance frequency by a quantum frequency discriminator);

11) вырабатывает сигнал модуляции тока лазера СВЧ частотой (для расщепления спектральной линии лазера, обеспечивающего наблюдение КПН резонанса);11) generates a signal for modulating the laser current with a microwave frequency (for splitting the spectral line of the laser, which ensures the observation of the CPT resonance);

12) принимает, усиливает, оцифровывает и обрабатывает выходной сигнал фотодиода(16);12) receives, amplifies, digitizes and processes the output signal of the photodiode (16);

13) преобразует частоту входного сигнала тактирования от кварцевого генератора (2) в необходимые для работы микроконтроллера тактовые частоты;13) converts the frequency of the input clock signal from the quartz oscillator (2) into the clock frequencies necessary for the operation of the microcontroller;

14) осуществляет опрос дополнительных датчиков, а именно, температуры внутри корпуса стандарта, а также 3-х компонент вектора магнитного поля внутри экранирующего магнитное поле корпуса стандарта, действующих на внутренний магнитный экран ячейки, расчет поправок к выходной частоте стандарта и их использование при управлении выходной частотой стандарта14) performs interrogation of additional sensors, namely, the temperature inside the standard case, as well as 3 components of the magnetic field vector inside the standard case that shields the magnetic field, acting on the internal magnetic screen of the cell, calculation of corrections to the output frequency of the standard and their use in controlling the output standard frequency

Кроме того, предлагается способ компоновки составных частей сверхминиатюрного квантового стандарта частоты, при котором платы кварцевого генератора, лазера, фотоприемника, электронной системы управления и вспомогательные платы компонуют, а затем путем пайки соединяют в прямоугольную конструкцию, причем расположенные по периметру плат контакты служат как для передачи между платами электрических сигналов, так и в качестве механического (паянного) соединения, что позволяет уменьшить габариты, а также энергопотребление устройства путем увеличения расстояния от внешней поверхности внутреннего экрана до внутренней поверхности внешнего экрана, а также создания между экранами непроницаемой перегородки, уменьшающей перенос тепла за счет турбулентных потоков газа.In addition, a method is proposed for arranging the components of a subminiature quantum frequency standard, in which the boards of the crystal oscillator, laser, photodetector, electronic control system and auxiliary boards are assembled and then connected by soldering into a rectangular structure, and the contacts located along the perimeter of the boards serve both for transmission between the boards of electrical signals, and as a mechanical (soldered) connection, which allows to reduce the dimensions, as well as the power consumption of the device by increasing the distance from the outer surface of the inner screen to the inner surface of the outer screen, as well as creating an impenetrable partition between the screens, which reduces the transfer of heat behind account of turbulent gas flows.

Внутри прямоугольной конструкции, образованной печатными платами, размещают внутренний магнитный экран с поглощающей ячейкой, с его дополнительны отсеком, причем его крепят к вспомогательным платам конструкции металлическими проволоками либо синтетическими нитями.Inside a rectangular structure formed by printed circuit boards, an internal magnetic screen with an absorbing cell, with its additional compartment, is placed, and it is attached to the auxiliary circuit boards of the structure with metal wires or synthetic threads.

Электрические цепи катушек подмагничивания и средства нагрева и термостабилизации подводят к отсеку для средств нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки гибким плоским кабелем с малой теплопроводностью. Прямоугольную конструкцию из плат крепят механически к днищу корпуса, например, путем пайкиThe electric circuits of the bias coils and the means of heating and thermal stabilization are led to the compartment for means of heating and thermal stabilization of the absorbing cell by a flexible flat cable with low thermal conductivity. The rectangular structure of the boards is mechanically fixed to the bottom of the case, for example, by soldering.

Квантовый дискриминатор частоты осуществляет:The quantum frequency discriminator performs:

1) излучение лазерным диодом заданного спектра на требуемой длине волны;1) radiation by a laser diode of a given spectrum at the required wavelength;

2) фокусировку (при необходимости) лазерного излучения;2) focusing (if necessary) of laser radiation;

3) ослабление мощности излучения до заданного уровня;3) attenuation of the radiation power to a given level;

4) преобразования поляризации излучения (от излучаемой лазером линейной поляризации в круговую поляризацию);4) conversion of radiation polarization (from laser-radiated linear polarization to circular polarization);

5) обеспечение прохождения лазерного излучения сквозь квантовую ячейку;5) ensuring the passage of laser radiation through the quantum cell;

6) прием прошедшего через ячейку излучения и преобразование его в электрический сигнал;6) receiving radiation passed through the cell and converting it into an electrical signal;

7) управление температурой лазерного диода;7) laser diode temperature control;

8) управление температурой квантовой ячейки;8) control of the quantum cell temperature;

9) управление магнитным полем в области ячейки путем управления током подмагничивания катушек;9) control of the magnetic field in the cell area by controlling the bias current of the coils;

10) управление рабочей температурой лазерного диода с использованием встроенных в корпус лазера элементов Пельтье и терморезистора.10) control of the operating temperature of the laser diode using Peltier elements and thermistor built into the laser housing.

Квантовый стандарт частоты модулирует ток лазера сигналом низкой частоты, модулирующим рабочую длину волны вблизи наблюдаемого пика поглощения рабочего щелочного металла ячейки), после чего проводит демодуляцию (синхронное детектирование) принятого фотодиодом прошедшего через ячейку излучения. В результате этого вырабатывается сигнал дискриминатора длины волны, после программной обработки которого вырабатывается сигнал управления рабочей длиной волны (ее подстройкой) путем изменения рабочего тока лазера и (или) изменения его рабочей температуры.The quantum frequency standard modulates the laser current with a low-frequency signal that modulates the operating wavelength near the observed absorption peak of the working alkali metal of the cell), after which it demodulates (synchronous detection) of the radiation received by the photodiode that has passed through the cell. As a result, a wavelength discriminator signal is generated, after software processing of which a control signal for the operating wavelength (its adjustment) is generated by changing the operating current of the laser and (or) changing its operating temperature.

Квантовый стандарт частоты модулирует также частоту СВЧ генератора (подаваемой на лазер и расщепляющей его спектральную линию на пару рабочих компонент) сигналом низкой частоты, модулирующим рабочую разницу длин волн (разницу частот излучения) вблизи наблюдаемого микроволнового перехода (КПН резонанса) рабочего щелочного металла ячейки, после чего проводит демодуляцию (синхронное детектирование) принятого фотодиодом прошедшего через ячейку излучения. В результате этого вырабатывается сигнал дискриминатора частоты, после программной обработки которого вырабатывается сигнал управления рабочей выходной частотой стандарта (ее подстройкой) путем изменения напряжения, подаваемого на кварцевый генератор, и управляющего его частотой.The quantum frequency standard also modulates the frequency of the microwave generator (supplied to the laser and splitting its spectral line into a pair of working components) with a low-frequency signal that modulates the operating wavelength difference (radiation frequency difference) near the observed microwave transition (CPT resonance) of the working alkali metal of the cell, after which performs demodulation (synchronous detection) of the radiation received by the photodiode that has passed through the cell. As a result, a frequency discriminator signal is generated, after software processing of which a signal is generated to control the operating output frequency of the standard (its adjustment) by changing the voltage supplied to the crystal oscillator and controlling its frequency.

Квантовый стандарт частоты осуществляет работу систем автоматической подстройки рабочих управляющих параметров с использованием специальных цифровых алгоритмов управления, в том числе и реализующих алгоритм PID управления (пропорциональный, интегральный и дифференциальный члены) в цепи обратной связи при автоподстройке.The quantum frequency standard performs the operation of systems for automatic tuning of working control parameters using special digital control algorithms, including those implementing the PID control algorithm (proportional, integral and differential terms) in the feedback loop during auto-tuning.

Устройство реализовано (выполнено) следующим образом.The device is implemented (performed) as follows.

Платы кварцевого генератора, лазера, фотоприемника, электронной системы управления и вспомогательные платы компонуют, а затем путем пайки соединяют в прямоугольную конструкцию, причем расположенные по периметру плат контакты служат как для передачи между платами электрических сигналов, так и в качестве механического паянного соединения, внутренний магнитный экран крепят к вспомогательным платам конструкции металлическими проволоками либо синтетическими нитями, электрические цепи катушек подмагничивания и средств нагрева и термостабилизации подводят к упомянутому отсеку гибким плоским кабелем с малой теплопроводностью, прямоугольную конструкцию из плат крепят механически к днищу корпуса, например, путем пайки. Прочность паяной прямоугольной конструкции из печатных плат оценивалась экспериментально на разрывной машине. Оценка показала, что нагрузку, соответствующую ускорению порядка 14000g паяные соединения между платами способны выдерживать. При этом подвеска внутреннего магнитного экрана с дополнительным отсеком нагрева и термостатирования на кевларовых нитях также, согласно расчетам, способна выдерживать высокие ускорения. Поглощающая стеклянная ячейка расположена в жестком прямоугольном экране и залита силиконовым компаундом, что обеспечивает ее механическую разгрузку при высоких механических ускорениях. Критической деталью, чувствительной к ускорениям и способной необратимо выйти из строя, является кварцевый генератор, а точнее -система подвески кварцевого кристалла в кварцевом резонаторе. При этом возможна замена кварцевого генератора на генератор, стойкий к высоким ускорениям и сильным вибрациям, например, на основе СВЧ генератора, управляемого напряжением на основе поверхностных волн и делителя его частоты до значения номинальной частоты кварцевого генератора, например, до частоты 10 МГц.The boards of the crystal oscillator, laser, photodetector, electronic control system and auxiliary boards are assembled and then soldered into a rectangular structure, and the contacts located along the perimeter of the boards serve both to transmit electrical signals between the boards and as a mechanical solder joint, the internal magnetic the screen is attached to the auxiliary boards of the structure with metal wires or synthetic threads, the electric circuits of the bias coils and the means of heating and thermal stabilization are led to the said compartment by a flexible flat cable with low thermal conductivity, the rectangular structure of the boards is mechanically fixed to the bottom of the case, for example, by soldering. The strength of a brazed rectangular structure made of printed circuit boards was evaluated experimentally on a tensile testing machine. The evaluation showed that the solder joints between the boards are able to withstand a load corresponding to an acceleration of about 14000g. At the same time, the suspension of the internal magnetic shield with an additional section for heating and temperature control on Kevlar threads is also, according to calculations, capable of withstanding high accelerations. The absorbing glass cell is located in a rigid rectangular screen and filled with a silicone compound, which ensures its mechanical unloading at high mechanical accelerations. A critical part, sensitive to accelerations and capable of irreversible failure, is a quartz oscillator, or rather, a quartz crystal suspension system in a quartz resonator. In this case, it is possible to replace the crystal oscillator with an oscillator resistant to high accelerations and strong vibrations, for example, based on a microwave oscillator controlled by voltage based on surface waves and its frequency divider up to the nominal frequency of the crystal oscillator, for example, up to a frequency of 10 MHz.

Claims (5)

1. Сверхминиатюрный квантовый стандарт частоты на основе эффекта когерентного пленения населенностей, содержащий квантовый дискриминатор, кварцевый генератор и электронную систему управления, при этом квантовый дискриминатор содержит последовательно расположенные в оптической схеме диодный лазер с вертикальным резонатором, фазовую четвертьволновую пластинку для получения циркулярно поляризованного лазерного поля, стеклянную поглощающую ячейку с парами щелочного металла, снабженную системой магнитного экранирования, включающую, по меньшей мере, пару магнитных экранов, расположенных вокруг ячейки квантового дискриминатора таким образом, что внутренний магнитный экран окружает ячейку, а внешний магнитный экран окружает внутренний магнитный экран, причем названные магнитные экраны расположены с зазором между ними, внешний магнитный экран заполнен инертным газом, причем во внутреннем экране выполнены сквозные отверстия для ввода в ячейку и вывода из нее лазерного излучения, ось которых проходит через поглощающую ячейку, при этом внутренний магнитный экран снабжен средствами нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки, при этом внутри внутреннего экрана также установлены катушки подмагничивания для создания однородного магнитного поля в области стеклянной ячейки, отличающийся тем, что внешний магнитный экран одновременно реализован в виде герметичного корпуса стандарта, в качестве заполняющего внешний экран газа выбран Хе, внутренний магнитный экран имеет прямоугольную форму, при этом на двух его длинных поверхностях выполнены отверстия для ввода в ячейку и вывода из нее лазерного излучения, а ячейка выполнена с отростком, ориентированным по направлению длинного ребра прямоугольника экрана, на поверхности внутреннего экрана, обращенного в сторону лазерного излучения, перед отверстием для ввода излучения, размещают окно, представляющее собой пакет из четвертьволновой пластины и нейтрального светофильтра, дополненное клиновидным вкладышем, расположенным между пакетом и поверхностью внутреннего экрана, средства нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки расположены в отдельном отсеке, примыкающем непосредственно к внутреннему магнитному экрану, причем нагреватель расположен на перегородке между ними.1. A subminiature quantum frequency standard based on the effect of coherent population trapping, containing a quantum discriminator, a quartz oscillator and an electronic control system, while the quantum discriminator contains a diode laser with a vertical resonator arranged in series in the optical circuit, a quarter-wave phase plate for obtaining a circularly polarized laser field, a glass absorbing cell with alkali metal vapor, equipped with a magnetic shielding system, including at least a pair of magnetic shields located around the cell of the quantum discriminator in such a way that the inner magnetic shield surrounds the cell, and the outer magnetic shield surrounds the inner magnetic shield, and the named magnetic screens are located with a gap between them, the outer magnetic screen is filled with an inert gas, and in the inner screen there are through holes for input into the cell and output from it of laser radiation, the axis of which is It passes through the absorbing cell, while the inner magnetic screen is equipped with means for heating and thermal stabilization of the absorbing cell, while magnetizing coils are also installed inside the inner screen to create a uniform magnetic field in the area of the glass cell, characterized in that the outer magnetic screen is simultaneously implemented as a sealed housing standard, Xe is chosen as the gas filling the outer screen, the inner magnetic screen has a rectangular shape, while on its two long surfaces there are holes for input into the cell and output from it of laser radiation, and the cell is made with a process oriented in the direction of the long edge of the rectangle screen, on the surface of the inner screen facing the laser radiation, in front of the hole for introducing radiation, a window is placed, which is a package of a quarter-wave plate and a neutral light filter, supplemented by a wedge-shaped insert located between the package and the surface of the inner screen, the means of heating and thermal stabilization of the absorbing cell are located in a separate compartment adjacent directly to the inner magnetic screen, and the heater is located on the partition between them. 2. Стандарт частоты по п. 1, в котором реализован градиент температур с помощью металлического элемента стока тепла, отличающийся тем, что элемент стока тепла соединяет отросток ячейки, содержащий атомы металла, с выходящей за габарит экрана пластиной.2. The frequency standard according to claim 1, in which a temperature gradient is implemented using a metal heat sink element, characterized in that the heat sink element connects the offshoot of the cell containing metal atoms with a plate extending beyond the screen. 3. Стандарт частоты по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного металла стеклянной ячейки выбран природный Cs.3. The frequency standard according to claim 1, characterized in that natural Cs is selected as the alkali metal of the glass cell. 4. Стандарт частоты по п. 1, отличающийся тем, что катушки подмагничивания, установленные во внутреннем экране, имеют прямоугольную форму.4. The frequency standard according to claim 1, characterized in that the bias coils installed in the inner screen have a rectangular shape. 5. Способ компоновки составных частей сверхминиатюрного квантового стандарта частоты по п. 1, отличающийся тем, что платы кварцевого генератора, лазера, фотоприемника, электронной системы управления и вспомогательные платы компонуют, а затем путем пайки соединяют в прямоугольную конструкцию, причем расположенные по периметру плат контакты служат как для передачи между платами электрических сигналов, так и в качестве механического паяного соединения, внутренний магнитный экран крепят к вспомогательным платам конструкции с помощью металлических проволок либо синтетических нитей, электрические цепи катушек подмагничивания и средства нагрева и термостабилизации подводят к отсеку для средств нагрева и термостабилизации поглощающей ячейки гибким плоским кабелем с малой теплопроводностью, прямоугольную конструкцию из плат крепят механически к днищу корпуса.5. The method of arranging the components of the subminiature quantum frequency standard according to claim 1, characterized in that the boards of the quartz oscillator, laser, photodetector, electronic control system and auxiliary boards are assembled and then connected by soldering into a rectangular structure, and the contacts located along the perimeter of the boards serve both for transferring electrical signals between the boards and as a mechanical solder joint, the internal magnetic shield is attached to the auxiliary boards of the structure using metal wires or synthetic threads, the electrical circuits of the bias coils and the means of heating and thermal stabilization are brought to the compartment for heating and thermal stabilization absorbing cell with a flexible flat cable with low thermal conductivity, a rectangular board structure is mechanically attached to the bottom of the housing.
RU2021129938A 2021-10-13 Subminiature quantum frequency standard and the method for arranging its components RU2776279C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776279C1 true RU2776279C1 (en) 2022-07-15

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811081C1 (en) * 2023-05-02 2024-01-11 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Quantum frequency standard

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6320472B1 (en) * 1999-01-26 2001-11-20 Kernco, Inc. Atomic frequency standard
US7323941B1 (en) * 2004-02-18 2008-01-29 Princeton University Method and system for operating a laser self-modulated at alkali-metal atom hyperfine frequency
RU75807U1 (en) * 2008-03-25 2008-08-20 Олег Прокопьевич Харчев QUANTUM FREQUENCY STANDARD ON THE GAS CELL (OPTIONS)
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6320472B1 (en) * 1999-01-26 2001-11-20 Kernco, Inc. Atomic frequency standard
US7323941B1 (en) * 2004-02-18 2008-01-29 Princeton University Method and system for operating a laser self-modulated at alkali-metal atom hyperfine frequency
RU75807U1 (en) * 2008-03-25 2008-08-20 Олег Прокопьевич Харчев QUANTUM FREQUENCY STANDARD ON THE GAS CELL (OPTIONS)
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811081C1 (en) * 2023-05-02 2024-01-11 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Quantum frequency standard

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10069504B2 (en) Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus, and moving object
US10191452B2 (en) Device for an atomic clock
US10291244B2 (en) Atomic oscillator and temperature control method of atomic oscillator
US9203026B2 (en) Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus, and moving object
JP6287169B2 (en) Quantum interference devices, atomic oscillators, electronic equipment, and moving objects
US20180152194A1 (en) Atomic oscillator
JP6347101B2 (en) Quantum interference devices, atomic oscillators, electronic equipment, and moving objects
JP6753232B2 (en) Atomic oscillators, electronics and mobiles
RU2776279C1 (en) Subminiature quantum frequency standard and the method for arranging its components
JP6891760B2 (en) Frequency signal generator and frequency signal generator
US20150171876A1 (en) Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus, and moving object
JP6686442B2 (en) Quantum interference device, atomic oscillator, and electronic device
US10680629B2 (en) Atomic oscillator and frequency signal generation system
US20190334535A1 (en) Atomic oscillator and frequency signal generation system
JP6142989B2 (en) Quantum interference device, atomic oscillator, magnetic sensor, and method of manufacturing quantum interference device
JP6493576B2 (en) Quantum interference devices, atomic oscillators, and electronic equipment
US10432204B2 (en) Atomic oscillator
JP6852377B2 (en) Atomic oscillators and electronics
JP2020025166A (en) Atomic oscillator and frequency signal generation system
JP2015041892A (en) Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and moving body
JP2020123883A (en) Quantum optical device
JP2021087165A (en) Atomic oscillator and frequency signal generation system
JP2019220813A (en) Control method for atomic oscillator, atomic oscillator and frequency signal generation system
JP2018082108A (en) Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and moving body
JP2019080222A (en) Atomic oscillator, electronic apparatus and mobile body