第544章 學習討論
微電子研究所，原先的光刻機實驗室騰了出來。
因為光刻流程的調整，以後微電子所也只負責設計與仿真，真正的流片轉入微電子廠，由工廠進行。
當然原先的光刻機還被留在了所里，只是搬運去了隔壁的二號樓，作為簡單光刻以及所里同志的學習所用。
這間新屋子暫時被拿來充作原子鐘的研究室。
屋內，王憶久簡單給三人講述著原子鐘的情況。
「…我導師的確涉及過這一塊，作為量子電子學的研究，當時實驗室里，我就是他在這個方向的主要研究者。」
「後邊導師他主要方向定在了氫原子鐘上，還開展雷射技術，半導體雷射器等等方向…」
「以我在蘇方留學時的經驗判斷，要是國內想搞原子鐘，最容易的就是銣原子鐘…」
王憶久到底是在蘇方就專門研究這個領域，對於原子鐘的基礎內容了解得很詳細，的確是沒找錯人。
「憶久同志，照你這麼說，銣原子鐘的最大優勢就是體積小，重量輕，功耗低，結構也相對簡單？」
楊家棟雖是專攻飛彈工程的，但物理學的底子擺在這裡。
當年還是錢老親自帶的學生之一，這會兒學習能力極強。
這個領域內的專業知識王憶久才講解不過兩個多小時，楊家棟就已經能分析出銣原子鐘的性能。
一番思索之後，還向著沈永健道。
「沈工，若是從體積和重量來看，銣原子鐘的確適合新星使用，不過它缺點也明顯，存在光頻移和緩衝氣體碰撞頻移，它的長期穩定度和準確度不如銫鐘和氫鍾…」
王憶久眼中閃過幾分訝異，也沒想到這位搞飛彈的同志，這麼快就能有這麼深的理解，當下也繼續補充道。
「而且星載環境不同於地面環境，面對極端的溫度交變和空間磁場輻射，這些物理效應帶來的頻移誤差會被放大。」
「真要是在星載環境，我們需要在微波諧振腔的設計上引入主動補償機制，或者在物理系統外增加高規格的磁屏蔽與恆溫控制等等…」
王憶久說罷，便繼續講起氫原子鐘。
目前全球主流的原子鐘就三種。
蘇方主要擁有的便是銣原子鐘，以及還在研製中的氫原子鐘。
而米方除了這兩種外，還有摩托羅拉公司搞出的銫原子鐘，這一領域依舊走在世界最前。
王憶久整套理論從上午開始大致說罷，已是下午四點多。
相較於楊家棟思維活躍，而且喜歡打斷提問。
一旁的張文祥則安靜得多，當然，實際是張文祥在物理的這方向上從未有涉獵。
𝗧𝗪看書📕𝘀𝗵𝘂.𝘁𝘄
且他主要研究的方向也是天體物理，如今能粗粗將整套理論大致理解，就足以凸顯其能力，只是跟在座幾人相比，略有些差距。
至於沈永健今日也聽得極為認真。
這一方面的基礎資料國內依舊是一窮二白，若是沒有王憶久這般成體系的整理講解，他們研究只能從國際上的一些論文著手。
但這個時代的論文，實際多多少少會有所保留，尤其是米蘇之間的競爭未停，真正的核心資料都不會透露出去。
如今王憶久的講解與梳理，給眾人省了不少時間。
關於銣原子能級躍遷、光抽運效應、微波共振的量子物理理論，也在他腦海中迅速與微波工程、微電子控制技術交匯融合。
到底是擁有物品欄的助力，腦中一邊梳理，一邊就已思索起三種原子鐘的理論方案以及實際工藝難度。
「沈工，沈工~？」
一連幾次呼喊，沈永健才從思索中脫離。
是王憶久同志喚他，相比起昨天才認識，今日便已熟悉了許多，也順著楊家棟一般改口喊他沈工。
這會兒他心中還有些享受，能給全球知名的諾獎得主上課，心中隱隱升起一股驕傲。
「哦！抱歉，剛才腦子裡在過三種原子鐘的性能，走神了。」
沈永健歉意地笑了笑，隨即徑直走到王憶久剛剛講解書寫過，還密密麻麻留著量子物理推導公式的移動小黑板前。
拿起一支粉筆，在黑板下方僅存的一塊空位上，毫不猶豫地開始演算起來。
原子鐘作為「新星」導航的本質，是以時間測算距離。
倘若沒有原子鐘，太空中每一秒的誤差都會造成三十萬公里的距離誤差。
哪怕是一微秒，都會有三百米的距離誤差，根本沒有什麼導航的意義。
若是原先的通信衛星，哪怕沒有原子鐘也問題不大，畢竟信號的接收根本無需考慮這般誤差。
但放到實際的精確導航衛星上，原子鐘是個絕對無法跨過的點。
而目前最容易研製的銣鍾，頻率穩定度通常在十的負十四次方每天，即8納秒每天。
這個精確度其實極高，可一旦上了航天，尤其作為衡量工具，其對應導航測距誤差也在2.6米每天。
換到當下的銫原子鐘，誤差相近也在米這一層級間。
至於氫原子鐘，性能則到了另一層級，約在0.2米每天。
三類原子鐘的數據很快便被記錄在黑板上，以表格形式羅列，一下子便直觀許多。
「氫原子鐘雖然性能最佳，但理論也好還是實際應用都還不成熟，難度也大，就不做這次研製的考慮了。」
「銣鐘的短期穩定性好，不過存在『老化漂移』，時間一長誤差會累積。」
「銫鐘長期穩定度極佳，但體積大，壽命短…」
三人看著黑板點了點頭，王憶久眼中也閃過幾分意外。
他還以為剛剛沈工的沉默是因為某些內容沒能一下理解還在思考，他還想著替沈工解惑呢。
倒是未曾想沈工是在衡量三種原子鐘。
也對…沈工要是真如他所想的一般，可就有些名不副實了。
眼下這番分析考量還是頗為全面，王憶久也認可地點頭。
卻不想面前的沈工突然拿起黑板將他其他的內容也擦去，隨後便在黑板上繼續書寫起來。
「關於銣鐘的整體我倒是有了些想法，尤其是『老化漂移』的部分。」
「可以試著跳出傳統的那套模擬電路控制思路，將集成電路的優勢引入。」
隨著粉筆的沙沙聲，不過一刻鐘左右，一個全新的銣鍾系統架構圖便躍然板上。
「首先是光譜燈和微波諧振腔，傳統的溫控太笨重，我們可以利用所里最新流片的L-5晶片，設計一套全數位化的主動補償控制電路。
通過高精度的A/D和D/A轉換，實時採集光電探測器的信號，用數字鎖相環來動態修正微波頻率，直接把『老化漂移』在算法層面進行一定的抵消！」
「除此之外，總體設計時還可以考慮吸收泡的工藝，緩衝氣體的碰撞頻移，本質上是因為氣體配比和溫度梯度不均勻，我們可以採用微型化集成的思路…」
沈永健一邊說著，一邊不斷完善著這個基本架構。
這番直接上手設計，同時還不斷講述考慮具體工藝的本事，可真正讓王憶久有些愣住。
不過當下也顧不上震驚，而是儘可能跟上沈工的設計思路。
…
因為光刻流程的調整，以後微電子所也只負責設計與仿真，真正的流片轉入微電子廠，由工廠進行。
當然原先的光刻機還被留在了所里，只是搬運去了隔壁的二號樓，作為簡單光刻以及所里同志的學習所用。
這間新屋子暫時被拿來充作原子鐘的研究室。
屋內，王憶久簡單給三人講述著原子鐘的情況。
「…我導師的確涉及過這一塊，作為量子電子學的研究，當時實驗室里，我就是他在這個方向的主要研究者。」
「後邊導師他主要方向定在了氫原子鐘上，還開展雷射技術，半導體雷射器等等方向…」
「以我在蘇方留學時的經驗判斷，要是國內想搞原子鐘，最容易的就是銣原子鐘…」
王憶久到底是在蘇方就專門研究這個領域，對於原子鐘的基礎內容了解得很詳細，的確是沒找錯人。
「憶久同志，照你這麼說，銣原子鐘的最大優勢就是體積小，重量輕，功耗低，結構也相對簡單？」
楊家棟雖是專攻飛彈工程的，但物理學的底子擺在這裡。
當年還是錢老親自帶的學生之一，這會兒學習能力極強。
這個領域內的專業知識王憶久才講解不過兩個多小時，楊家棟就已經能分析出銣原子鐘的性能。
一番思索之後，還向著沈永健道。
「沈工，若是從體積和重量來看，銣原子鐘的確適合新星使用，不過它缺點也明顯，存在光頻移和緩衝氣體碰撞頻移，它的長期穩定度和準確度不如銫鐘和氫鍾…」
王憶久眼中閃過幾分訝異，也沒想到這位搞飛彈的同志，這麼快就能有這麼深的理解，當下也繼續補充道。
「而且星載環境不同於地面環境，面對極端的溫度交變和空間磁場輻射，這些物理效應帶來的頻移誤差會被放大。」
「真要是在星載環境，我們需要在微波諧振腔的設計上引入主動補償機制，或者在物理系統外增加高規格的磁屏蔽與恆溫控制等等…」
王憶久說罷，便繼續講起氫原子鐘。
目前全球主流的原子鐘就三種。
蘇方主要擁有的便是銣原子鐘，以及還在研製中的氫原子鐘。
而米方除了這兩種外，還有摩托羅拉公司搞出的銫原子鐘，這一領域依舊走在世界最前。
王憶久整套理論從上午開始大致說罷，已是下午四點多。
相較於楊家棟思維活躍，而且喜歡打斷提問。
一旁的張文祥則安靜得多，當然，實際是張文祥在物理的這方向上從未有涉獵。
𝗧𝗪看書📕𝘀𝗵𝘂.𝘁𝘄
且他主要研究的方向也是天體物理，如今能粗粗將整套理論大致理解，就足以凸顯其能力，只是跟在座幾人相比，略有些差距。
至於沈永健今日也聽得極為認真。
這一方面的基礎資料國內依舊是一窮二白，若是沒有王憶久這般成體系的整理講解，他們研究只能從國際上的一些論文著手。
但這個時代的論文，實際多多少少會有所保留，尤其是米蘇之間的競爭未停，真正的核心資料都不會透露出去。
如今王憶久的講解與梳理，給眾人省了不少時間。
關於銣原子能級躍遷、光抽運效應、微波共振的量子物理理論，也在他腦海中迅速與微波工程、微電子控制技術交匯融合。
到底是擁有物品欄的助力，腦中一邊梳理，一邊就已思索起三種原子鐘的理論方案以及實際工藝難度。
「沈工，沈工~？」
一連幾次呼喊，沈永健才從思索中脫離。
是王憶久同志喚他，相比起昨天才認識，今日便已熟悉了許多，也順著楊家棟一般改口喊他沈工。
這會兒他心中還有些享受，能給全球知名的諾獎得主上課，心中隱隱升起一股驕傲。
「哦！抱歉，剛才腦子裡在過三種原子鐘的性能，走神了。」
沈永健歉意地笑了笑，隨即徑直走到王憶久剛剛講解書寫過，還密密麻麻留著量子物理推導公式的移動小黑板前。
拿起一支粉筆，在黑板下方僅存的一塊空位上，毫不猶豫地開始演算起來。
原子鐘作為「新星」導航的本質，是以時間測算距離。
倘若沒有原子鐘，太空中每一秒的誤差都會造成三十萬公里的距離誤差。
哪怕是一微秒，都會有三百米的距離誤差，根本沒有什麼導航的意義。
若是原先的通信衛星，哪怕沒有原子鐘也問題不大，畢竟信號的接收根本無需考慮這般誤差。
但放到實際的精確導航衛星上，原子鐘是個絕對無法跨過的點。
而目前最容易研製的銣鍾，頻率穩定度通常在十的負十四次方每天，即8納秒每天。
這個精確度其實極高，可一旦上了航天，尤其作為衡量工具，其對應導航測距誤差也在2.6米每天。
換到當下的銫原子鐘，誤差相近也在米這一層級間。
至於氫原子鐘，性能則到了另一層級，約在0.2米每天。
三類原子鐘的數據很快便被記錄在黑板上，以表格形式羅列，一下子便直觀許多。
「氫原子鐘雖然性能最佳，但理論也好還是實際應用都還不成熟，難度也大，就不做這次研製的考慮了。」
「銣鐘的短期穩定性好，不過存在『老化漂移』，時間一長誤差會累積。」
「銫鐘長期穩定度極佳，但體積大，壽命短…」
三人看著黑板點了點頭，王憶久眼中也閃過幾分意外。
他還以為剛剛沈工的沉默是因為某些內容沒能一下理解還在思考，他還想著替沈工解惑呢。
倒是未曾想沈工是在衡量三種原子鐘。
也對…沈工要是真如他所想的一般，可就有些名不副實了。
眼下這番分析考量還是頗為全面，王憶久也認可地點頭。
卻不想面前的沈工突然拿起黑板將他其他的內容也擦去，隨後便在黑板上繼續書寫起來。
「關於銣鐘的整體我倒是有了些想法，尤其是『老化漂移』的部分。」
「可以試著跳出傳統的那套模擬電路控制思路，將集成電路的優勢引入。」
隨著粉筆的沙沙聲，不過一刻鐘左右，一個全新的銣鍾系統架構圖便躍然板上。
「首先是光譜燈和微波諧振腔，傳統的溫控太笨重，我們可以利用所里最新流片的L-5晶片，設計一套全數位化的主動補償控制電路。
通過高精度的A/D和D/A轉換，實時採集光電探測器的信號，用數字鎖相環來動態修正微波頻率，直接把『老化漂移』在算法層面進行一定的抵消！」
「除此之外，總體設計時還可以考慮吸收泡的工藝，緩衝氣體的碰撞頻移，本質上是因為氣體配比和溫度梯度不均勻，我們可以採用微型化集成的思路…」
沈永健一邊說著，一邊不斷完善著這個基本架構。
這番直接上手設計，同時還不斷講述考慮具體工藝的本事，可真正讓王憶久有些愣住。
不過當下也顧不上震驚，而是儘可能跟上沈工的設計思路。
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