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三万万年偏差1秒 铷原子钟就这么神

2018年12月06日 07:24   泉源:科技日报   

  近来,威彩彩票航天科工团体二院203所主导研发了一款拥有自主知识产权的超薄铷原子钟,现在已完成研制并完成量产。音讯传出,不幼年同伴孕育发生猎奇:原子钟是什么钟?

  一样平常生存中利用的钟表,哪怕走得再准,一年上去也会有几十秒的偏差。异样是计时,原子钟的精度则不行等量齐观。现在用于原子钟的元素包罗氢、铯、铷等,精度最高的原子钟,约莫每3000万年的偏差仅1秒。也便是说,哪怕从恐龙灭尽时走到如今,它的偏差也不外两三秒。此中,铷钟是使用最为遍及的原子钟,其体积小、本钱低、牢靠性和情况顺应性好,可少量使用于武器配备、电信、电力等行业。

  这次203所研制的超薄铷钟,专为板卡用处设计。科技日报记者从该所相识到,现在很多设置装备摆设在设计时,都接纳尺度化的插卡方法,这种模块化设计便于功效扩展及硬件调换维修,已使用于各行各业。

  既然叫“板”卡,可想而知它不会太厚。根据行业尺度,现在的板卡厚度大多为2厘米。2015年203所曾研发一款高抗振小型铷钟,大小相称于一个手掌,但厚度靠近4厘米。而超薄铷钟长、宽仅7.6厘米,厚度更是紧缩到1.7厘米,完全切合板卡利用要求。

  但要做到超薄,还要切合功能要求并非易事。超薄铷钟外部有个量子体系,是一个物理部件,它的大小和功能目标存在肯定的辩论干系。要在减小体积的同时制止功能丧失,必要霸占一系列要害技能。

  同时,铷钟外部部件事情温度从80多摄氏度到120多摄氏度,将这些低温部件集成在那么小的空间,互相之间不免形成影响,从而影响产物的目标和牢靠性,这对热设计等技能也带来很高要求。

  乐成降服多项困难后研制的超薄铷钟产物,技能目标到达了国际顶尖程度。比方其内置1PPS顺从功效,可以吸收恣意导航卫星的信号,到达频率校准的目标。也便是说,只需天上的导航卫星信号能被产物吸收机吸收,它就能到达导航卫星的工夫精度,即20纳秒左右量级。

  纵然得到导航卫星信号,超薄铷钟也会主动进入连结形态。连结工夫精度取决于频率稳固性和漂移率,而该产物可以在数天内连结微秒量级定时精度。能稳固地连结工夫,正是原子钟存在的意义。

  原子钟的使用,现在已渗入渗出到各个范畴。

  影戏里,特警们展开举措前,总会心情严峻地凑到一同,伸脱手腕对表,以便同一举措。但在战役中,各个作战体系怎样“对表”?就得靠原子钟了。随着当代战役的生长,精准的工夫体系成为网络作战的要害,一旦工夫被打乱,整个指挥体系、武器体系将面对瘫痪。

  生存中异样离不开原子钟。比方在通讯范畴,通讯基站对工夫同步有很大需求,在行将到临的5G期间,这一要求将越发严酷。在金融范畴,原子钟是包管金融网络工夫同等性的焦点设置装备摆设之一,要是股票操纵孕育发生工夫差,大概有人借机举行违规生意业务。别的在电力、交通等行业,原子钟的作用也日益凸显。

  现在这款超薄铷钟,基本已将铷钟产物的尺寸做到了极致。据该项目卖力人吐露,203所正在研发具有全新机制的芯片原子钟,其尺寸更小、功耗更低。如今该所已制成工程样机,方案于2019年举行量产。

(责任编辑:孙丹)