초록 ▼

광펌핑 세슘원자시계에서 두 대의 펌핑 레이저를 사용하면 Ramsey 신호의 크기를 최대 7.4 배 까지 키울 수 있었다. 그러나 신호대 잡음비는 한대의 4→4σ 전이 레이저를 사용할 때가 더 좋았다. 펌핑 레이저의 편광을 σ＋π 가 되도록 하면 자장의 세기에 따라 펌핑 효율이 달라지는 현상 (Hanle 효과)을 제거할 수 있어서 Ramsey 신호의 신호대 잡음비를 개선할 수 있었다. 레이저 세기의 변동에 대해 Ramsey 신호의 크기변화는 약 2.2 배 줄어드는 결과를 얻었다.현재 원자시계에서 사용중인 아나로그 서보 시스템을 대체

광펌핑 세슘원자시계에서 두 대의 펌핑 레이저를 사용하면 Ramsey 신호의 크기를 최대 7.4 배 까지 키울 수 있었다. 그러나 신호대 잡음비는 한대의 4→4σ 전이 레이저를 사용할 때가 더 좋았다. 펌핑 레이저의 편광을 σ＋π 가 되도록 하면 자장의 세기에 따라 펌핑 효율이 달라지는 현상 (Hanle 효과)을 제거할 수 있어서 Ramsey 신호의 신호대 잡음비를 개선할 수 있었다. 레이저 세기의 변동에 대해 Ramsey 신호의 크기변화는 약 2.2 배 줄어드는 결과를 얻었다.현재 원자시계에서 사용중인 아나로그 서보 시스템을 대체할 디지탈 서보 시스템을 설계 및 제작하였다.위상비교법을 이용한 주파수 안정도 측정시스템을 구성하여 시스템 자체의 주파수 안정도를 측정한 결과, 적분 시간 10초에 대해 을 얻었다.Ramsey 공진기의 전기적 길이차이를 마이크로파 진폭 변조 방법으로 측정한 결과, 새로 제작한 공진기의 부정확도는 이었다.

Abstract ▼

We could enhance the magnitude of the Ramsey signal by 7.4 times with two pumping lasers in the optically pumped cesium atomic clock. However, the signal-to-noise raito was better in the case only 4→4σ pumping laser was used. We could also improve the S/N ratio of the Ramsey signal with a (σ＋π) pump

We could enhance the magnitude of the Ramsey signal by 7.4 times with two pumping lasers in the optically pumped cesium atomic clock. However, the signal-to-noise raito was better in the case only 4→4σ pumping laser was used. We could also improve the S/N ratio of the Ramsey signal with a (σ＋π) pumping laser, which could remove the Hanle effect. The variation width of the Ramsey signal which originated from the variation of the laser intensity was reduced by 2.2 times with this laser.We designed and fabricated a digital servo system to replace the analog servo system in the atomic clock.We constructed a frequency stability measurement system with a phase comparator. The frequency stability of the system itself measured for the sampling time of 10 .We measured the electrical length difference of a new Ramsey cavity with the method of amplitude modulation of microwave. The inaccuracy of the cavity was .

목차 Contents

• 제 1 장 연구사업의 개요...11
• 제1절 서론...11
• 제2절 연구의 배경 및 필요성...11
• 제3절 연구개발의 목표...12
• 제 2 장 세슘원자시계에서 광펌핑 효율 향상...13
• 제1절 서론...13
• 제2절 두 대의 레이저에 의한 펌핑 실험...13
• 제3절 ($\sigma + \pi$) 편광에 의한 펌핑 실험...24
• 제 3 장 디지탈 서보 시스템의 설계 및 제작...46
• 제1절 서론...46
• 제2절 디지탈 서보 시스템의 구성...46
• 제3절 결론...55
• 제 4 장 원자시계의 주파수 안정도 측정 시스템 개선...59
• 제 5 장 Ramsey 공진기의 마이크로파 특성 측정...65
• 제1절 서론...65
• 제2절 측정 결과 및 논의...65
• 제3절 결론...74
• 참고문헌...79
• 제 6 장 결론...80
• 제1절 연구결과...80
• 제2절 연구결과의 활용방안...81