izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-6-8-12izmertech-1906Research ArticleИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫТермокомпенсация в квантовых стандартах частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостейThermal compensation in quantum frequency standards based on the effect of coherent population trappingПарёхинД. А.ParyohinD. A.

Данил Александрович Парёхин

г. п. Менделеево, Московская обл.

Danil A. Paryohin

Mendeleevo, Moscow region

paryohin@vniiftri.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio Engineering (VNIIFTRI)Russian Federation20210308202306812Copyright © Парёхин Д.А., 20232023Парёхин Д.А.Paryohin D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1906

Рассмотрена задача разработки системы термокомпенсации в квантовых стандартах частоты на основе эффекта когерентного пленения населённостей. Разработка такой системы существенно снижает температурный коэффициент частоты, значение которого на порядок больше, чем в рубидиевых стандартах частоты. Одним из способов уменьшения температурного коэффициента частоты является термокомпенсация. Предложен метод термокомпенсации на основе эффекта Зеемана для сдвига действительного значения частоты. Рассмотрен способ определения минимального значения магнитного поля, при котором отсутствует влияние магниточувствительных резонансов на эталонный резонанс. Представлены результаты работы квантового стандарта частоты до включения системы термокомпенсации и после.

The problem of developing a thermal compensation system in quantum frequency standards based on the effect of coherent population trapping is considered. The development of such a system significantly reduces the temperature coefficient of frequency, the value of which is an order of magnitude higher than in rubidium frequency standards. One of the ways to reduce the temperature coefficient of frequency is temperature compensation. A method of thermal compensation based on the Zeeman effect for the shift of the actual frequency is proposed. A method for determining the minimum value of the magnetic field at which there is no influence of magnetosensitive resonances on the reference resonance is considered. The results of the operation of the quantum frequency standard before and after switching on the thermal compensation system are presented.

стандарт частотыкогерентное пленение населённостейэффект Зееманатемпературный коэффициент частотыfrequency standardcoherent population trappingZeeman effecttemperature coefficient of frequencyReferencesHayes R. E., Bennett T. J., Norton G. T., Zepler M. M., Electronics Letters, 1970, vol. 6, no. 23, pp. 734–735. https://doi.org/10.1049/el:19700509Hayes R. E., Bennett T. J., Norton G. T., Zepler M. M., Electronics Letters, 1970, vol. 6, no. 23, pp. 734–735. https://doi.org/10.1049/el:19700509Rochat P., Leuenberger B., Stehlin X., Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition, New Orleans, LA, USA, 2002, pp. 451–454. https://doi.org/10.1109/FREQ.2002.1075924Rochat P., Leuenberger B., Stehlin X., Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition, New Orleans, LA, USA, 2002, pp. 451–454. https://doi.org/10.1109/FREQ.2002.1075924Koyama Y., Matsuura H., Atsumi K., Nakamuta K., Sakai M., Maruyama I., Proceedings of the 2000 IEEE/EIA International Frequency Control Symposium and Exhibition, Kansas City, MO, USA, 2000, pp. 694–699. https://doi.org/10.1109/FREQ.2000.887439Koyama Y., Matsuura H., Atsumi K., Nakamuta K., Sakai M., Maruyama I., Proceedings of the 2000 IEEE/EIA International Frequency Control Symposium and Exhibition, Kansas City, MO, USA, 2000, pp. 694–699. https://doi.org/10.1109/FREQ.2000.887439Hu J. et al., Proceedings of the 2007 IEEE International Frequency Control Symposium Joint with the 21st European Frequency and Time Forum, Geneva, 2007, pp. 599–601. https://doi.org/10.1109/FREQ.2007.4319142Hu J. et al., Proceedings of the 2007 IEEE International Frequency Control Symposium Joint with the 21st European Frequency and Time Forum, Geneva, 2007, pp. 599–601. https://doi.org/10.1109/FREQ.2007.4319142Kozlova O., Danet J., Guérandel S., E. de Clercq, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2014, vol. 63, no. 7, pp. 1863–1870. https://doi.org/10.1109/TIM.2014.2298672Kozlova O., Danet J., Guérandel S., E. de Clercq, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2014, vol. 63, no. 7, pp. 1863–1870. https://doi.org/10.1109/TIM.2014.2298672Зибров С. А., Величанский В. Л., Зибров А. С., Тайченачев А. В., Юдин В. И. Экспериментальное исследование темного псевдорезонанса на D1 линии 87Rb при возбуждении линейно поляризованным полем // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 82. Вып. 8. С. 534–538.Zibrov S. A., Velichanskiy V. L., Zibrov A. S., Taichenachev A. V., Yudin V. I., Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2005, vol. 82, Iss. 8, pp. 477–481. https://doi.org/10.1134/1.2150865Казаков Г. А., Матисов Б. Г., Мазец И. Е., Рождественский Ю. В. Темные резонансы в атомарных парах 87Rb при взаимодействии с полем сонаправленных линейно-поляризованных волн различных частот // Журнал технической физики. 2006. Т. 76. Вып. 11. С. 20–29.Kazakov G. A., Matisov B. G., Mazets I. E., Rozhdestvensky Yu. V., Technical Physics, 2006, 51, pp. 1414–1424. https://doi.org/10.1134/S1063784206110041Drever R. W. P., Hall J. L., Kowalski F. V., Hough J., Ford G. M., Munley A. J., Ward H., Applied Physics B., 1983, 31(2), 97–105. https://doi.org/10.1007/BF00702605Drever R. W. P., Hall J. L., Kowalski F. V., Hough J., Ford G. M., Munley A. J., Ward H., Applied Physics B., 1983, 31(2), 97–105. https://doi.org/10.1007/BF00702605Krzewick W., Mitchell J., Bollettiero J., Cash P., Wellwood K., Kosvin I., Zanca L., Proceedings of the 2020 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, California, January 2020, pp. 1070–1083. https://doi.org/10.33012/2020.17198Krzewick W., Mitchell J., Bollettiero J., Cash P., Wellwood K., Kosvin I., Zanca L., Proceedings of the 2020 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, California, January 2020, pp. 1070–1083. https://doi.org/10.33012/2020.17198Lutwak R., Vlitas P., Varghese M., Mescher M., Serkland D. K., Peake G. M., Proceedings of the 2005 IEEE International Frequency Control Symposium and Exposition, Vancouver, BC, 2005, p. 6. https://doi.org/10.1109/FREQ.2005.1574029Lutwak R., Vlitas P., Varghese M., Mescher M., Serkland D. K., Peake G. M., Proceedings of the 2005 IEEE International Frequency Control Symposium and Exposition, Vancouver, BC, 2005, p. 6. https://doi.org/10.1109/FREQ.2005.1574029Knappe S., Gerginov V., Schwindt P. D. D., Shah V., Robinson H. G., Hollberg L., and Kitching J., Optics Letters, 2005, vol. 30, no. 18, pp. 2351–2353. https://doi.org/10.1364/OL.30.002351Knappe S., Gerginov V., Schwindt P. D. D., Shah V., Robinson H. G., Hollberg L., and Kitching J., Optics Letters, 2005, vol. 30, no. 18, pp. 2351–2353. https://doi.org/10.1364/OL.30.002351Zhao J., Liu R., Meng H., Hu E., He C., Wang Z., Progress towards chip-scale atomic clock in Peking University, 2017 Joint Conference of the European Frequency and Time Forum and IEEE International Frequency Control Symposium (EFTF/IFCS), 2017, Besancon, pp. 611–613. https://doi.org/10.1109/FCS.2017.8088973Zhao J., Liu R., Meng H., Hu E., He C., Wang Z., Progress towards chip-scale atomic clock in Peking University, 2017 Joint Conference of the European Frequency and Time Forum and IEEE International Frequency Control Symposium (EFTF/IFCS), 2017, Besancon, pp. 611–613. https://doi.org/10.1109/FCS.2017.8088973

The authors declare that there are no conflicts of interest present.