論文の概要: Loaded microwave cavity for compact vapor-cell clocks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10159v1
• Date: Wed, 20 May 2020 16:06:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 05:49:59.110410
• Title: Loaded microwave cavity for compact vapor-cell clocks
• Title（参考訳）: 小型蒸気セルクロック用マイクロ波空洞
• Authors: Michele Gozzelino, Salvatore Micalizio, Claudio E. Calosso, Aldo Godone, Haixiao Lin and Filippo Levi
• Abstract要約: マイクロ波尋問に基づく電圧セルデバイスは、コンパクトでロバストな設定で安定した周波数参照を提供する。 円筒形共振器を用いた小型キャビティセルアセンブリを提案する。 提案した設計は、原子時計のコアを強く減らし、同時に高速な短期安定性を維持することを目的としている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Vapor-cell devices based on microwave interrogation provide a stable frequency reference with a compact and robust setup. Further miniaturization must focus on optimizing the physics package, containing the microwave cavity and atomic reservoir. In this paper we present a compact cavity-cell assembly based on a dielectric-loaded cylindrical resonator. The structure accommodates a clock cell with $0.9 \, \mathrm{cm^3}$ inner volume and has an outer volume of only $35 \, \mathrm{cm^3}$. The proposed design aims at strongly reducing the core of the atomic clock, maintaining at the same time high-performing short-term stability ($\sigma_y(\tau) \leq 5\times 10^{-13} \,\tau^{-1/2}$ standard Allan deviation). The proposed structure is characterized in terms of magnetic field uniformity and atom-field coupling with the aid of finite-elements calculations. The thermal sensitivity is also analyzed and experimentally characterized. We present preliminary spectroscopy results by integrating the compact cavity within a rubidium clock setup based on the pulsed optically pumping technique. The obtained clock signals are compatible with the targeted performances. The loaded-cavity approach is thus a viable design option for miniaturized microwave clocks.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波尋問に基づく電圧セルデバイスは、コンパクトでロバストな設定で安定した周波数参照を提供する。 さらなる小型化は、マイクロ波キャビティと原子貯水池を含む物理パッケージの最適化に重点を置く必要がある。 本稿では誘電体装荷円筒形共振器を用いた小型空洞セルアセンブリを提案する。 この構造は、内体積が0.9 \, \mathrm{cm^3}$のクロックセルを備え、外体積が35 \, \mathrm{cm^3}$である。 提案した設計は、原子時計のコアを強く減らし、同時に高い性能の短期安定性を維持することを目的としている(\sigma_y(\tau) \leq 5\times 10^{-13} \,\tau^{-1/2}$ Standard Allan deviation)。 提案した構造は、有限要素計算の助けを借りて、磁場均一性と原子-磁場カップリングの観点から特徴づけられる。 熱感度も分析され、実験的に特徴付けられる。 本研究では, パルス光ポンピング法に基づいて, ルビジウム時計装置内のコンパクトキャビティを統合することにより, 予備分光結果を示す。 得られたクロック信号は、対象性能と互換性がある。 したがって、ロードキャビティアプローチは小型マイクロ波時計にとって実行可能な設計オプションである。

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