管勇，刘丹丹，王心亮，张辉，施俊如，白杨，阮军，张首刚

双变量拉比法制备冷原子及其冷原子碰撞频移的研究

管勇1,2,3，刘丹丹1,2，王心亮1,2，张辉1,2,3，施俊如1,2,3，白杨1,2,3，阮军1,2，张首刚1,2

（1. 中国科学院 国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院 时间频率基准重点实验室，西安 710600；3. 中国科学院大学，北京 100049）

冷原子碰撞频移是影响铯喷泉钟频率不确定度性能的主要频移项之一。采用差分法评定该项频移时，其不确定度来源于原子团密度比的误差和高低密度运行状态下的频率波动，分别影响该项频率评定的系统不确定度和统计不确定度。基于单变量拉比法选态的原理，我们发展了双变量拉比法（同时调整选态微波的幅度和频率）制备不同密度比原子团的技术，分析了采用该方法评定喷泉钟冷原子碰撞频移引入的不确定度，实验制备了均匀度3×10-3的不同密度比的原子团，可同时降低冷原子碰撞频移评定的系统不确定度和统计不确定度。

铯原子喷泉钟；冷原子；冷原子碰撞频移

0 引言

铯喷泉钟是复现“秒”定义的频率基准装置，频率不确定度是表征其标校其他原子钟性能的重要指标。冷原子碰撞频移是影响频率不确定度性能的主要频移项之一[1-4]，起源于μK量级的冷原子之间因为碰撞引起的自旋交换效应，频移量与密度成正比[5-8]。冷原子碰撞频移的评定通过差分法实现，即喷泉钟运行在高低密度两种状态下，通过两种状态下的频率值外推获得频移量[9]，其不确定度主要来自于高低密度运行状态下的频率波动（统计不确定度）和原子团密度比的误差（系统不确定度）。……