The coherent population trapping (CPT) resonance studies suppose that laser wavelength is set at absorption peak of a cell. However, in this case the maximum amplitude of quantum frequency discriminator is not reached and even slight deviation in laser wavelength can quintuple the CPT efficiency. Dependences of CPT resonance frequency, amplitude and slope of CPT-based quantum discriminator on laser wavelength are significant but understudied. Thus their experimental study is promising. In this work, possible operating modes of Cs cells are studied upon development of miniature frequency standard with body volume less than 50 cm3. The Cs cells under study have different gas composition and pressure and are made using various fabrication techniques. It has been established that all studied cells have minimal CPT resonance frequency at laser wavelength that is slightly longer than at absorption peak. A construction design of development prototype of quantum frequency standard with power spatial layout of electronic boards in the form of a “box” inside which a shielded thermostat with a gas quantum cell is placed, is described. It was shown that small size of electronic boards with soldered joints on perimeter guarantees against low-frequency flexural vibration modes and ensures high mechanical performance at possible accelerations of quantum frequency standard.
При исследовании резонанса когерентного пленения населенности (КПН) предполагается, что длина волны лазера установлена на пик поглощения ячейки. Однако в этом случае максимальная амплитуда квантового частотного дискриминатора не достигается и даже небольшое отклонение длины волны лазера от традиционного положения на пике поглощения может увеличить полезное действие КПН в 5 раз. Зависимости частоты КПН-резонанса, амплитуды и крутизны квантового дискриминатора на основе КПН от длины волны лазера являются существенными, но малоизученными. В связи с этим их экспериментальное изучение – перспективное направление. В работе изучены возможные режимы работы ячеек цезия Cs при создании миниатюрного стандарта частоты с объемом корпуса менее 50 см3. Исследуемые ячейки Cs имеют разный состав газа и разное давление и изготовлены с использованием разных технологий. Установлено, что все исследованные ячейки характеризуются минимальной резонансной частотой КПН на длине волны лазера, немного большей, чем на пике поглощения. Описана конструкция экспериментального образца квантового стандарта частоты с силовой объемной компоновкой электронных плат в виде «домика», внутри которого размещен экранированный термостат с квантовой газовой ячейкой. Показано, что малый размер электронных плат с паяным соединением по их периметрам гарантирует отсутствие низкочастотных мод изгибных колебаний и обеспечивает высокую механическую прочность при возможных ускорениях квантового стандарта частоты.