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首页> 外文期刊>IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control >Temperature-compensated sapphire resonator for ultra-stable oscillator capability at temperatures above 77 K
【24h】

Temperature-compensated sapphire resonator for ultra-stable oscillator capability at temperatures above 77 K

机译：温度补偿的蓝宝石谐振器，在温度超过77 K时具有超稳定的振荡器性能

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We report on the design and test of a whispering gallery sapphire resonator for which the dominant (WGH/sub n11/) microwave mode family shows frequency-stable, compensated operation for temperatures above 77 K. The resonator makes possible a new ultra-stable oscillator (USO) capability that promises performance improvements over the best available crystal quartz oscillators in a compact cryogenic package. A mechanical compensation mechanism, enabled by the difference between copper and sapphire expansion coefficients, tunes the resonator to cancel the temperature variation of sapphire's dielectric constant. In experimental tests, the WGH/sub 811/ mode showed a frequency turnover temperature of 87 K in agreement with finite element calculations. Preliminary tests of oscillator operation show an Allan Deviation of frequency variation of 1.4-6/spl times/10/sup -12/ for measuring times 1 s /spl les//spl tau//spl les/100 s with unstabilized resonator housing temperature and a mode Q of 2/spl times/10/sup 6/. We project a frequency stability 10/sup -14/ for this resonator with stabilized housing temperature and with a mode Q of 10/sup 7/.
机译：我们报告了回音壁蓝宝石谐振器的设计和测试，该谐振器的主要（WGH / sub n11 /）微波模式系列在77 K以上的温度下显示出频率稳定的补偿运行。该谐振器使新型超稳定振荡器成为可能（USO）功能有望在紧凑的低温封装中提供比现有最佳晶体石英振荡器更高的性能。通过铜和蓝宝石膨胀系数之间的差异实现的机械补偿机制可调谐谐振器，以消除蓝宝石介电常数的温度变化。在实验测试中，WGH / sub 811 /模式的频率转换温度为87 K，与有限元计算相符。振荡器工作的初步测试显示，频率变化的艾伦偏差为1.4-6 / spl次/ 10 / sup -12 /，测量时间为1 s / spl les // spl tau // spl les / 100 s，且谐振器外壳温度不稳定模式Q为2 / spl乘以10 / sup 6 /。我们为该谐振器设计了频率稳定度10 / sup -14 /，具有稳定的外壳温度，且模式Q为10 / sup 7 /。

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