第一章 引论

1.1前言

1.2时间计量基准与原子钟

世界时

历书时

原子时

协调世界时

1.3原子钟发展历史回顾

参考文献

第二章 原子频标的物理基础

2.1能量的量子化和量子跃迁

2.2原子的精细能级

2.3原子的超精细能级

2.4原子的超精细磁能级

2.5量子系统及其与电磁场的相互作用

量子系统

电磁场与量子系统的相互作用

参考文献

第三章 获得窄谱线的技术与方法

3.1微波频段所常采用的技术

分离振荡场技术

缓冲气体技术

原子储存泡技术

离子阱技术

激光减速与囚禁技术

原子喷泉技术

CPT囚禁技术

3.2光学频段所常采用的技术

Ramsey-Borde分离激光场技术

碱土金属原子的超低温冷却

单个储存离子的激光边带冷却

光晶格

参考文献

第四章 原子频标的基本工作原理

4.1原子共振器的作用原理与构成

态选择-原子态制备

原子在非均匀磁场中分类

光抽运技术

微波-光抽运技术

原子的探测

信号的检测

原子检测

光检测

线性吸收-透射光检测

荧光检测

双能级荧光检测

微波检测

4.2标准信号的产生及控制-原子频标的构成

原子振荡器型

原子谐振器型

光频标

参考文献

第五章 传统原子频标

5.1磁选态型铯原子频率标准

铯原子（Cs 133）基态（6S1／2）的超精细结构

铯束管谐振器的结构和工作原理

频率控制

商品小铯钟

实验室型铯原子基准钟

商品铯原子频标的主要技术指标

实验室型铯频标的主要性能指标

5.2激光抽运选态型铯原子频标

物理结构和工作原理

可能采用的光跃迁

激光抽运铯钟实际采用的技术方案

单频方案

双频方案

斜入射光检测方案

5.3谱灯光抽运型铷原子频率标准

铷（Rb87）原子的能级结构

铷气泡频标的结构与工作原理

频率控制

铷原子频标的主要技术指标

5.4激光抽运铷原子频标

5.5氢原子频率标准

主动型氢原子频标

氢原子基态的超精细结构能级

氢原子振荡器的结构与工作原理

频率控制

氢振荡器的频率调谐

主动型氢原子频标的主要技术指标

氢原子钟小型化

谐振腔的小型化

电极负载腔

介质负载腔

隔膜腔

被动型氢原子钟

TE111主动型小氢原子钟

5.6频率标准的选用

频标特点与性能比较

常用频率源的选择

参考文献

第六章 新型原子频标

6.1离子阱微波原子频标

离子贮存技术

射频阱的结构

潘宁阱的结构

离子阱微波频标

6.2原子喷泉型频标

原子喷泉的技术基础

激光冷却-光学粘团

激光囚禁-磁光阱

铯原子喷泉频标

铯原子喷泉的结构和工作原理

频率控制

铷原子喷泉频标

6.3 CPT原子钟

被动型相干布居数囚禁原子钟

主动型相干布居数囚禁原子钟

6.4光频标和光钟

光频标需解决的关键技术

离子光频标和光钟的工作原理

199 Hg＋离子光频标

飞秒激光梳和光钟

钙冷原子光钟

钙热原子束光频标

光晶格锶原子钟

参考文献

第七章 星载和空间原子钟

7.1星载原子钟的新发展

激光光抽运Cs原子钟

小型冷原子钟HORACE

小型微波汞（Hg）离子钟

CPT-maser

脉冲激光抽运铷原子频标

CPT冷原子钟

7.2空间微重力原子钟计划

ACES（Atomic Clock Ensemble in Space）计划

SUMO（Superconducting Microwave Oscillator Experiment）计划

PARCS（Primary Atomic Reference Clock in Space）计划

RACE（Rubidium Atomic Clock Experiment）计划

空间微重力钟的特点与比较

参考文献

第八章 时频测量技术与方法

8.1频率标准的主要技术指标

频率准确度

频率稳定度

频率复现性

开机特性

8.2本地时频测量

频率稳定度测试设备

工作原理

功能与显示界面

10ms～1000s的时域频率稳定度测量

日频率稳定度、日频率漂移及频率准确度

8.3地面远程高精度时频测量

卫星双向法

卫星共视法

载波相位法

最高精度的时间传递技术的时间传递能力的验证

8.4星-地时频比对

微波T／F传递系统

激光时间传递系统

8.5卫星定时与校频

GPS（GLONASS）定时方法

单站直接法

单站间接法

通过法

单星共视法

多星共视法

多星跟踪法

全视法

GPS校频

“北斗一号”定时与校频

单向定时法

双向定时法

“北斗一号”共视时间比对原理

8.6高精度时频传递方法比较

参考文献

第九章 时频高端应用举例

9.1建立国家原子时守时系统

9.2卫星导航定位系统

概述

被动式卫星定位与定时的基本原理

“北斗一号”定位和定时的基本原理简述

定位原理

定时原理

卫星导航系统中的时间系统

卫星导航系统中的时间尺度

GPS时

GLONASS时间系统和系统时间

“北斗一号”时间系统和系统时间

9.3应用原子钟的空间系统

早期卫星导航定位系统与星载原子钟

GPS全球定位系统

GLONASS全球导航系统

GALILEO导航卫星系统

BEIDOU卫星定位系统

QUASI-ZENITH卫星系统

NAVEX

MILSTAR

GRAVITY PROBE-A

GASSINI-HUYGENS MISSION

9.4国外空间钟计划与基础物理测试

引言

微重力环境下的基础物理学

微重力环境使原子钟受益

微重力环境使基础物理测试受益

用空间钟进行基础物理测试的基本考虑

利用微重力钟的基础物理测试

空间微重力钟计划实验系统简述

重力红移的测量

寻找精细结构常数可能的时间变化

光的各向同性

LLI和LPI原理检验

狭义和广义相对论的其他一些测量

空间微重力钟的应用前景

结束语

参考文献