铷光谱灯老化自动测试设备研制与应用

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1、2010年4月第30卷第2期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyand_MeasllmmentApr．，2010V01．30．No．2文章编号：1000—7202(2010)02—0045—05中图分类号：TH714．1铷光谱灯老化自动测试设备研制与应用翟浩1郭建中2杨炜1刘亭3杨骊3张俊1崔敬忠1(1．兰州空间技术物理研究所，兰州730000；2．陕西师范大学，西安710062；3．西安仙峒科技有限公司，西安710065)文献标识码：A摘要介绍了铷光谱灯老化自动测试

2、设备的研制与应用，应用ATE技术实现了铷光谱灯的批量老化及长期自动测量，为筛选评估提供数据，解决了高性能铷原子钟的产品化研制和小型铷原子钟批量生产中的重要问题。系统功能完善、测量准确度高、软件界面清晰、操作简单，有效改进了铷原子钟研制生产的工艺水平，提高了研制生产过程的信息化程度。关键词铷光谱灯原子钟老化自动测试设备ResearchandApplicationofanAutomaticTestEquipmentforRubidiumSpectralLampAgingZHAIHa01GUOJian．zh

3、on92YANGWei‘LIUTin93YANGLi3ZIIANGJun：CUIJing．zhon91(1．LanzhouPhysicsInstitute，hr拢llou730000；2．ShanxiNormalUniversity，Ⅺ细710062；3．】(i钿XianTongTechnologyCompanyLid．，Xian710065)AbstractTheresearchandapplicationofautomatictestequipmentforrubidiumspectrallamp

4、ag-ingareintroduced．UsingATE(automatictestequipment)technology，theequipmentmakesbatchagingandIong-termautomatictestcometrue，offeringcollecteddataforlampfiltrationandevaluation．Thee—quipmentsolvestwoimportantproblems：oneistheproductresearchofhiIghperform

5、ancerubidiumatomicclock，theotheristheproductionofminiaturizedrubidiumatomicclock．Thisequipmenthasfull—scaledsystemfunction，highmeasunngAccuracyclearsoB：wareinterface，andsimpleoperation，effectivelyim·provingthetechniqueandinformationmanagementcapabilityo

6、frubidiumatomicclockproduction．KeywordsRubidiumSpectrallampAtomicclockAgingAutomatictesteqmpment1引言铷原子钟具有体积小、质量小、功耗低等特点，中短期稳定度优于铯原子钟，准确度和漂移率满足一定的需求．被广泛应用于导航、测速、测距、时11；iI同步和通信等军用和商用领域。铷光谱灯是铷原子钟的关键部件之一。研究表明，铷光谱灯的光波动和光漂移影响铷原子钟的稳定度日．3j。铷光谱灯光强的变化是决定铷原子钟频率稳定度

7、的主要因素之一，在温度控制相同的条件下，光强的稳定度决定频率的稳定度。因此，呵以通过较长时间连续测试铷光谱灯的光强并根据乓稳定度对铷原子钟稳定度的贡献进行评估和筛选¨3。铷光谱灯由射频激励电路、铷灯泡和控温灯腔组成，发光的机理是高频场激励灯泡中的启辉气体分子，使其电离。电离后的启辉气体离子通过碰撞将能量传递给铷原子，使铷原子处于激发态，从而自发跃迁到基态而发光。通过在老化过程中监测铷光收稿日期：2009-09—24；修回日期：2009—12—04作者简介：翟浩(1971一)，男，高级工程师，主要研究方

8、向：原子频标及时问同步技术。·46·宇航计测技术2010年谱灯的灯电压、灯电流、光强电压，判断老化过程中光强天稳定度和天漂移率是否进入一定的范围，同时考核铷光谱灯长期工作的可靠性，剔除早期失效和光强稳定度较差或光强变化异常的铷光谱灯¨1。物理部分的光频移系数优于1×10’12，要达到3×10。13的天稳定度和3×10。13的天漂移率，光强对天稳定度贡献要优于3×10一，光强漂移率的贡献要优于3×10。／天。在铷原子钟研制过程中，需要对铷灯泡(铷光谱灯)进