氦气渗透导致铷原子钟频率漂移的计算与分析
Chinese Journal of Magnetic Resonance（2024）
摘要
氦气渗透导致的铷原子钟吸收泡内铷原子与氦气碰撞频移发生变化,从而影响铷原子钟频率漂移率.为了量化分析这一影响,选取厚度为1mm,直径为1.8 cm,长为1.6 cm,工作温度为65 ℃的圆柱型玻璃气泡为例,通过数值方法模拟了派热克斯玻璃(Pyrex,康宁7740)与低氦渗透的铝硅酸盐玻璃(ASG,康宁1720)原子气泡内氦气压随时间的变化规律.计算结果显示,对于Pyrex气泡,铷原子钟工作约12年后,氦渗透致频率漂移率降低至＜1.0×10-14/天;而ASG气泡铷原子钟在其寿命期间内的氦渗透致频率漂移率始终＜3.0×10-17/天,其对铷原子钟漂移率的贡献可忽略不计.该计算方法同样适用于其它种类气体在不同玻璃材料的渗透过程研究.
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关键词
helium permeation,rubidium atomic clock,frequency drift,vapor cell,Pyrex,aluminosilicate
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