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氢原子钟是一种高精度的现代时间和频率标准,主要应用在航空航天等需要高精度频率标准的场合,并在导航、雷达、数字通讯、同步系统和天文学、地球物理学、计量等基础领域都有着重要的应用,氢原子钟的相关研究势在必行。
本文研究的内容是氢原子钟束光学系统,对束光学系统所包含的各组成部件作出了具体的理论分析和研究,并通过搭建实验系统装置对实验结果进行进一步分析,从而确定选态磁铁到储存泡口的距离,以提高高能态氢原子的利用率。
本文首先介绍了原子频标的应用和发展的国内外现状,以此为基础分析了氢原子钟的工作原理,并讨论了束光学实验系统的原理和作用。紧接着对束光学系统所包含的氢气的提纯和流量控制装置、电离源和电离泡系统、准直器、四极选态磁铁、氢原子束的检测系统和真空系统等部件进行了详细的理论分析和系统设计。最后以此为基础实现了束光学系统,并在该平台上进行实验,对实验结果作出分析。