第544章 学习讨论

微电子研究所，原先的光刻机实验室腾了出来。

因为光刻流程的调整，以后微电子所也只负责设计与仿真，真正的流片转入微电子厂，由工厂进行。

当然原先的光刻机还被留在了所里，只是搬运去了隔壁的二号楼，作为简单光刻以及所里同志的学习所用。

这间新屋子暂时被拿来充作原子钟的研究室。

屋内，王忆久简单给三人讲述着原子钟的情况。

“…我导师的确涉及过这一块，作为量子电子学的研究，当时实验室里，我就是他在这个方向的主要研究者。”

“后边导师他主要方向定在了氢原子钟上，还开展激光技术，半导体激光器等等方向…”

“以我在苏方留学时的经验判断，要是国内想搞原子钟，最容易的就是铷原子钟…”

王忆久到底是在苏方就专门研究这个领域，对于原子钟的基础内容了解得很详细，的确是没找错人。

“忆久同志，照你这么说，铷原子钟的最大优势就是体积小，重量轻，功耗低，结构也相对简单？”

杨家栋虽是专攻导弹工程的，但物理学的底子摆在这里。

当年还是钱老亲自带的学生之一，这会儿学习能力极强。

这个领域内的专业知识王忆久才讲解不过两个多小时，杨家栋就已经能分析出铷原子钟的性能。

一番思索之后，还向着沈永健道。

“沈工，若是从体积和重量来看，铷原子钟的确适合新星使用，不过它缺点也明显，存在光频移和缓冲气体碰撞频移，它的长期稳定度和准确度不如铯钟和氢钟…”

王忆久眼中闪过几分讶异，也没想到这位搞导弹的同志，这么快就能有这么深的理解，当下也继续补充道。

“而且星载环境不同于地面环境，面对极端的温度交变和空间磁场辐射，这些物理效应带来的频移误差会被放大。”

“真要是在星载环境，我们需要在微波谐振腔的设计上引入主动补偿机制，或者在物理系统外增加高规格的磁屏蔽与恒温控制等等…”

王忆久说罢，便继续讲起氢原子钟。

目前全球主流的原子钟就三种。

苏方主要拥有的便是铷原子钟，以及还在研制中的氢原子钟。

而米方除了这两种外，还有摩托罗拉公司搞出的铯原子钟，这一领域依旧走在世界最前。

王忆久整套理论从上午开始大致说罢，已是下午四点多。

相较于杨家栋思维活跃，而且喜欢打断提问。

一旁的张文祥则安静得多，当然，实际是张文祥在物理的这方向上从未有涉猎。

且他主要研究的方向也是天体物理，如今能粗粗将整套理论大致理解，就足以凸显其能力，只是跟在座几人相比，略有些差距。

至于沈永健今日也听得极为认真。

这一方面的基础资料国内依旧是一穷二白，若是没有王忆久这般成体系的整理讲解，他们研究只能从国际上的一些论文着手。

但这个时代的论文，实际多多少少会有所保留，尤其是米苏之间的竞争未停，真正的核心资料都不会透露出去。

如今王忆久的讲解与梳理，给众人省了不少时间。

关于铷原子能级跃迁、光抽运效应、微波共振的量子物理理论，也在他脑海中迅速与微波工程、微电子控制技术交汇融合。

到底是拥有物品栏的助力，脑中一边梳理，一边就已思索起三种原子钟的理论方案以及实际工艺难度。

“沈工，沈工~？”

一连几次呼喊，沈永健才从思索中脱离。

是王忆久同志唤他，相比起昨天才认识，今日便已熟悉了许多，也顺着杨家栋一般改口喊他沈工。

这会儿他心中还有些享受，能给全球知名的诺奖得主上课，心中隐隐升起一股骄傲。

“哦！抱歉，刚才脑子里在过三种原子钟的性能，走神了。”

沈永健歉意地笑了笑，随即径直走到王忆久刚刚讲解书写过，还密密麻麻留着量子物理推导公式的移动小黑板前。

拿起一支粉笔，在黑板下方仅存的一块空位上，毫不犹豫地开始演算起来。

原子钟作为“新星”导航的本质，是以时间测算距离。

倘若没有原子钟，太空中每一秒的误差都会造成三十万公里的距离误差。

哪怕是一微秒，都会有三百米的距离误差，根本没有什么导航的意义。

若是原先的通信卫星，哪怕没有原子钟也问题不大，毕竟信号的接收根本无需考虑这般误差。

但放到实际的精确导航卫星上，原子钟是个绝对无法跨过的点。

而目前最容易研制的铷钟，频率稳定度通常在十的负十四次方每天，即8纳秒每天。

这个精确度其实极高，可一旦上了航天，尤其作为衡量工具，其对应导航测距误差也在2.6米每天。

换到当下的铯原子钟，误差相近也在米这一层级间。

至于氢原子钟，性能则到了另一层级，约在0.2米每天。

三类原子钟的数据很快便被记录在黑板上，以表格形式罗列，一下子便直观许多。

“氢原子钟虽然性能最佳，但理论也好还是实际应用都还不成熟，难度也大，就不做这次研制的考虑了。”

“铷钟的短期稳定性好，不过存在‘老化漂移’，时间一长误差会累积。”

“铯钟长期稳定度极佳，但体积大，寿命短…”

三人看着黑板点了点头，王忆久眼中也闪过几分意外。

他还以为刚刚沈工的沉默是因为某些内容没能一下理解还在思考，他还想着替沈工解惑呢。

倒是未曾想沈工是在衡量三种原子钟。

也对…沈工要是真如他所想的一般，可就有些名不副实了。

眼下这番分析考量还是颇为全面，王忆久也认可地点头。

却不想面前的沈工突然拿起黑板将他其他的内容也擦去，随后便在黑板上继续书写起来。

“关于铷钟的整体我倒是有了些想法，尤其是‘老化漂移’的部分。”

“可以试着跳出传统的那套模拟电路控制思路，将集成电路的优势引入。”

随着粉笔的沙沙声，不过一刻钟左右，一个全新的铷钟系统架构图便跃然板上。

“首先是光谱灯和微波谐振腔，传统的温控太笨重，我们可以利用所里最新流片的L-5芯片，设计一套全数字化的主动补偿控制电路。

通过高精度的A/D和D/A转换，实时采集光电探测器的信号，用数字锁相环来动态修正微波频率，直接把‘老化漂移’在算法层面进行一定的抵消！”

“除此之外，总体设计时还可以考虑吸收泡的工艺，缓冲气体的碰撞频移，本质上是因为气体配比和温度梯度不均匀，我们可以采用微型化集成的思路…”

沈永健一边说着，一边不断完善着这个基本架构。

这番直接上手设计，同时还不断讲述考虑具体工艺的本事，可真正让王忆久有些愣住。

不过当下也顾不上震惊，而是尽可能跟上沈工的设计思路。

…