Der Chip der nächsten Generation, der als Atomuhr bezeichnet wird, wurde sowohl von den Physikern als auch von Partnern des NIST (National Institute of Standards & Technology) demonstriert. Diese Uhr ist kleiner, mit Optik, Chips und elektronische Bauteile . Es ist bei hohen optischen Frequenzen markiert.
Diese Atomuhr verbraucht 275 mW oder weniger Leistung mit zusätzlicher Leistung Fortschritt in der Technologie . Diese Uhren könnten letztendlich feste Oszillatoren in Navigationssystemen, Telekommunikationsnetzen ersetzen und als Unterstützungsuhren auf Satelliten verwendet werden.
Herzstück der Atomuhr der nächsten Generation im Chip-Maßstab
Diese Uhr wurde am NIST mit Hilfe des California Institute of Technology, der Charles Stark Draper Laboratories und der Stanford University entworfen. Normale Atomuhren arbeiten bei Mikrowellenfrequenzen, die von den Schwingungen des Cäsiumatoms abhängen.
Optische atomare CLKs arbeiten bei höheren Frequenzen und bieten eine hohe Präzision, da sie die Zeit in leichtere Einheiten aufteilen. Der Qualitätsfaktor dieser Uhr gibt an, wie lange sich die Atome ohne fremde Hilfe von selbst markieren.
Die Atome in der Chip Atomuhr im Maßstab wurde mit einer Mikrowellenfrequenz untersucht. Das andere Uhr Versionen müssen sich in einen Industriestandard für handliche Anwendungen verwandeln. Sie benötigen jedoch eine Primärkalibrierung und ihre Frequenz kann bei wichtigen Zeitfehlern im Laufe der Zeit fließen.
Die auf NIST basierende optische Uhr weist eine etwa 100-mal bessere Instabilität auf als die Mikrowellenuhr im Chipmaßstab. Die Funktionsweise dieser Uhr ist die Radiumatommarkierung bei einer optischen Frequenz innerhalb des THz (Terahertz) -Bandes.
Diese Markierung kann zur Stabilisierung eines verwendet werden IR-Laser Dies wird als CLK-Laser bezeichnet, der über zwei wie Zahnräder arbeitende Frequenzkämme in ein GHz-Mikrowellentaktsignal umgewandelt wird.
Die Betriebsfrequenz eines Kamms liegt bei einer THz-Frequenz. Dieser Kamm ist mit dem GHz-Frequenzkamm koordiniert und kann wie ein leicht beabstandetes Lineal verwendet werden, das gegen den CLK-Laser geschützt ist. Somit erzeugt der CLK ein elektrisches Signal mit einer GHz-Mikrowelle. Sie kann mit herkömmlicher Elektronik berechnet werden, die in der Nähe der THz-Schwingungen von Rubidium stabilisiert werden kann.
Darüber hinaus kann die Stabilität dieser Atomuhr im Chip-Maßstab, die möglicherweise durch rauscharme Laser verbessert wird, sowie ihre Abmessung durch eine kompliziertere Integration von Elektronik und Optik verringert werden.
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