1898 - 1984 Sesja poświęcona pamięci Profesora Janusza Groszkowskiego wybitnego polskiego naukowca i inżyniera Nestora Polskiej Radiotechniki, Założyciela i Kierownika Pierwszej Katedry Radiotechniki w Politechnice Warszawskiej Inicjatora wielu działów badań i rozwoju w Polsce

Panie i Panowie, Analogiczna sesja odbyła się w Jabłonnie 21 marca 1998. Na tej sesji miałem zaszczyt wygłosić referat p.t. Generacja i Stabilizacja Częstotliwości. Referat ten ukazał się w czasopiśmie Elektronika, Nr.7-8 1998. Mając to na uwadze poświęcam dzisiejsze wystąpienie niektórym uzupełnieniom ale również osobistym wspomnieniom o moich kontaktach z Profesorem Groszkowskim, kontaktach bezpośrednich ale również pośrednich.

Przypomnienie dwóch fundamentalnych publikacji Profesora Groszkowskiego

Ta praca ugruntowała międzynarodową pozycję naukową Profesora Proceedings of the Institute of Radio Engineers Volume 21, Number 7 July, 1933 THE INTERDEPENDENCE OF FREQUENCY VARIATION AND HARMONIC CONTENT, AND THE PROBLEM OF CONSTANT-FREQUENCY OSCILLATORS* by JANUSZ GROSZKOWSKI Ta praca ugruntowała międzynarodową pozycję naukową Profesora

Praca ta jeszcze silniej ugruntowała międzynarodową pozycję naukową Proceedings of the Institute of Radio Engineers Volume 18, Number 11 November, 1930 FREQUENCY DIVISION* BY JANUSZ GROSZKOWSKI (Scientific Laboratory, Radio Institute, Warsaw, Poland) Praca ta jeszcze silniej ugruntowała międzynarodową pozycję naukową Profesora Groszkowskiego

Rezonatory kwarcowe W utworzonym i kierowanym przez Profesora Groszkowskiego Państwowym Instytucie Telekomunikacyjnym między innymi opracowano wiele typów rezonatorów kwarcowych. W swej książce p.t. Generacja i Stabilizacja Częstotliwości, Warszawa 1947 jest specjalny rozdział poświęcony rezonatorom i generatorom piezoelektrycznym. Ta dziedzina rozwija się w Polsce do dnia dzisiejszego, szczególnie w Instytucie Tele-i Radiotechnicznym w dawnym gmachu PIT przy ul. Ratuszowej

W owym czasie międzynarodowa pozycja Profesora oraz PIT’u powodowała wizyty wielu zagranicznych naukowców. Jednym z nich był znany naukowiec japoński Pan Profesor Issac Koga

Prof. Issac Koga 1899-1982

Profesor Koga odwiedził Profesora Groszkowskiego w roku 1935 Profesor Koga odwiedził Profesora Groszkowskiego w roku 1935. Obaj Panowie po II wojnie światowej spotykali się na Zgromadzeniach Generalnych URSI oraz byli w okresie 1966-1969 członkami Board of Officers URSI, Profesor Koga jako były Prezydent, a Profesor Groszkowski jako aktualny Vice-Prezydent. Japończycy postanowili wydać specjalny tom poświecony zmarłemu Profesorowi Kodze. Między innymi zwrócili się do Profesora aby napisał krótkie wspomnienia o swoich kontaktach z Profesorem Kogą. Pan Profesor poprosił mnie o pomoc w przygotowaniu odpowiedniego tekstu. Ustalono, że wspomnienia będą miały postać mojego wywiadu z Panem Profesorem.

Strona 97 An Interview with Profesor Janusz Groszkowski about his relations to Professor Issac Koga. W wywiadzie tym Profesor wspomina wizytę Prof. Kogi w Polsce w roku 1935. Był Gościem w Katedrze Radiotechniki w Politechnice Warszawskiej oraz w Państwowym Instytucie Telekomunikacji. Profesor Koga wygłosił odczyt o swoich badaniach w zakresie generacji i stabilizacji częstotliwości.

Profesor podkreślił wielką gościnność jakiej doznał ze strony Profesora Kogi w trakcie uczestnictwa w XIV Zgromadzeniu Generalnym URSI w Tokio, wrzesień 1963. Pan Profesor Koga uczestniczył również w XVI Zgromadzeniu Generalnym w Ottawie i przekazał Profesorowi wyrazy zadowolenia, że XVII Zgromadzenie Generalne odbędzie się w Warszawie, 1972.

Ja osobiście z techniką rezonatorów i generatorów kwarcowych zetknąłem się bardzo blisko w latach 1943-44, czyli w okresie, gdy nie wiedziałem ani o istnieniu PIT oraz o istnieniu Profesora. Mianowicie jako żołnierzowi Armii Krajowej powierzono mi prowadzenie magazynu rezonatorów kwarcowych Ich liczba sięgała kilkaset sztuk produkcji krajowej (Firma Fursiej) jak i amerykańskiej (głównie firmy Bliley). Do moich obowiązków należało między innymi pomiar parametrów rezonatorów. Do pomiaru ich częstotliwości mój dowódca major Stefan Jodłowski polecił mi skonstruowanie odpowiedniego falomierza. Wybrałem falomierz interferencyjny oparty o części produkowane przez Zakłady Philipsa w Warszawie.

We wrześniu 1968 roku Polski Komitet Narodowy Międzynarodowej Naukowej Unii Radiowej URSI zorganizował międzynarodowe sympozium naukowe Laser Measurements W ostatniej chwili sympozium było zagrożone, gdyż wielu uczestników zagranicznych anonsowało odmowę jako protest przeciwko inwazji wojsk Układu Warszawskiego w tym Wojsk Polskich na Czechosłowację. W tym miejscu należy zaznaczyć, że Profesor Groszkowski bardzo interesował się rozwojem techniki laserowej w Polsce, w tym w ówczesnej Katedrze Radiotechniki ( od roku 1963 Katedrze Przyrządów Elektronowych) na Wydziale Elektroniki Politechniki Warszawskiej. Pozwolę sobie zaprezentować kilka fotografii z tej konferencji.

Profesor Groszkowski otwiera Sympozium

Profesor przemawia na bankiecie. W głębi dr. Essen, z przodu Prof Profesor przemawia na bankiecie.W głębi dr.Essen, z przodu Prof. Adam Smoliński.

Profesor Groszkowski przemawia na bankiecie w Pałacu Sztaszica

Dr. Essen, Kierownik Laboratorium Wzorców Częstotliwości w National Physical Laboratory w Wielkiej Brytanii.

WYBITNY i WZOROWY DYDAKTYK Miałem zaszczyt i przyjemność wysłuchać w latach 1948-1949 następujących wykładów Profesora Groszkowskiego: Generacja i stabilizcja częstotliwości Technika wysokiej próżni Profesor starannie przygotowywał się do każdego wykładu. Było nam wiadomo, że na przygotowanie poświęcał każdorazowo około jednej godziny. Wykład był zawsze nienaganny w treści i formie.

O pewnej interpretacji teorii harmonicznych Profesora Groszkowskiego W roku 1954 ukazała się praca: J.Groszkowski „O indukcyjności łuku i pojemności dynatronu”, Archiwum Elektrotechniki, t.III, zesz.1, 1954. Nieco później ukazała się moja praca: S.Hahn, „ Zawartość harmonicznych, amplituda i częstotliwość cyklu granicznego van der Pola. Metoda równowagi admitancji”. Archiwum Elektrotechniki, t.Vi, zesz.3, 1957.

Obie prace opisują ten sam problem w odmienny sposób Obie prace opisują ten sam problem w odmienny sposób. Pierwszy zarys mojej pracy zreferowałem Profesorowi znacznie wcześniej w postaci referatu na konferencję drgań nieliniowych w Karpaczu, 1954. Profesor zaopiniował pozytywnie mój referat.

WSPOMNIENIA ze ZGRMADZENIA GENERALNEGO URSI OTTAWA, SIERPIEŃ 1969 . Profesor Groszkowski na Zgromadzeniu Generalnym Międzynarodowej Naukowej Unii Radiowe URSI, Monachium 1966 ,jako Vice-prezydent Unii uzyskał dla Polski prawo do zorganizowania Zgromadzenia Generalnego w roku 1972 w Warszawie. Dla dobrego przygotowania na Zgromadzenie Generalne w Ottawie, sierpień 1969, PAN wysłała liczniejszą delegację pod przewodnictwem Profesora. Opowiem kilka anegdot z pobytu w Ottawie.

Stefan Hahn –Gerd Hartmann (RFN) 6:3 6:3 Na fotografii widzimy Profesora na ławce w Ottawa Tennis Club kibicującemu spotkaniu Stefan Hahn –Gerd Hartmann (RFN) 6:3 6:3

Pewnego wieczoru Ambasador Polski z Małżonką zaprosili Profesora na kolację położoną na ostatnim piętrze eleganckiego hotelu. Profesor poprosił mnie bym mu towarzyszył. W trakcie kolacji Pani Ambasadorowa wielokrotnie namawiała Profesora do odwiedzenia szwedzkiego stołu bogato zaopatrzonego w smakołyki. Profesor odmawiał. Wówczas Pani Ambasadorowa zaproponowała aby zamówić wino. Profesor przystal na propozycję. Okazało się jednak, że stół szwedzki był bezpłatny (w cenie biletu wstępu) co nie dotyczyło wina.

Program Zgromadzenia obejmował w ostatnim dniu wycieczkę do Zakładów Telekomunikacyjnych w Montrealu. Organizatorzy zapewniali dojazd z Ottawy do Montrealu autokarem. Ponieważ odlot do Polski miał miejsce z Montrealu, zapewniono Profesora Stanisława Ryżkę, że nie musimy korzystać z autokaru oraz że w Montrealu przewidziany jest obiad na koszt organizatorów w restauracji na Wyspie Świętej Małgorzaty. W momencie przybycia do restauracji usłyszeliśmy orkiestrę grającą „Jeszcze Polska nie zginęła,..”. Byliśmy zachwyceni tym powitaniem. Wkrótce okazało się, że witano Kardynała Karola Wojtyłłę. Przykrą niespodzianką było, że za obiad trzeba było zapłacić. Kilku uczestników było już bez grosza i Profesor Groszkowski z raczej kwaśną miną uregulował za nich rachunek. Nota bene, domagano się zapłaty za autokar, ale odmówiliśmy.

Prezydium na Sesji Otwarcia Zgromadzenia Generalnego URSI, Warszawa, sierpień 1972

AKTUALNY STAN METROLOGII CZASU W POLSCE Na podstawie opracowania Pana mgr.Michała Marszalca Instytut Łączności, Watszawa Stan aktualny - Krajowy system porównań atomowych wzorców czasu 2.      Prowadzone prace badawcze a.      Zespołowe algorytmy skal czasu - Baza Danych dla TA(PL) – IŁ, GUM, AOS CBK b.      Systemy transferu Czasu – AOS CBK c.      Konstrukcja oscylatorów kwarcowych oraz generatorów kontrolowanych sygnałem GPS – ITR d.      Konstrukcja generatorów i częstościomierzy wysokiej klasy w wersji zminiaturyzowanej sterowanych przez USB (do kieszeni) - WAT

1.      Stan aktualny - Krajowy system porównań atomowych wzorców czasu 2.      Prowadzone prace badawcze a.   Zespołowe algorytmy skal czasu - Baza Danych dla TA(PL) – IŁ, GUM, AOS CBK b.   Systemy transferu Czasu – AOS CBK c.   Konstrukcja oscylatorów kwarcowych oraz generatorów kontrolowanych sygnałem GPS – ITR d.   Konstrukcja generatorów i częstościomierzy wysokiej klasy w wersji zminiaturyzowanej sterowanych przez USB (do kieszeni) - WAT

a.      Budowa zintegrowanego systemu dystrybucji czasu w kraju z nanosekundowymi dokładnościami w tym (Projekt instytucji związanych z Grupą TA(PL)):   i.      Opracowanie urządzeń końcowych do dalekosiężnego transferu czasu za pomocą światłowodów   ii.      Opracowanie nowej wersji urządzenia do satelitarnego transferu czasu wykorzystującej system Galileo oraz metodę komparacji fazy.   iii.      Badania dokładności osiągalnej za pomocą protokołu NTP na terenie kraju  iv.      Integracja całości systemu do Bazy Danych dla TA(PL) wraz z opracowaniem nowych procedur akwizycji danych oraz opracowaniem nowego algorytmu zespołowej skali czasu dostosowanej do nowych możliwości systemu. Budowa optycznego wzorca Częstotliwości – UW, UMK, Kraków, Poznań

Krajowy system porównań atomowych wzorców czasu - Rozwój Polskiej Atomowej Skali Czasu TA(PL). W dniu 3 grudnia 2004 r. zawarto Porozumienie o współpracy we współtworzeniu i rozwoju Polskiej Atomowej Skali Czasu TA(PL) pomiędzy Prezesem Głównego Urzędu Miar a krajowymi instytucjami i laboratoriami prowadzącymi atomowe wzorce czasu i częstotliwości. W jego skład weszły następujące laboratoria: ·        Głównego Urzędu Miar (GUM), Instytutu Łączności (IŁ), ·        Obserwatorium Astrogeodynamicznego Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (AOS), ·        Centrum Badawczo Rozwojowe Telekomunikacji Polskiej (CBR oraz ZGO Zegar Główny Odniesienia sieci TP), ·        Instytutu Tele-Radiotechnicznego (ITR) oraz ·        Wojskowego Centrum Metrologii (CWOM). Na mocy dodatkowych ustaleń do grupy dołączyły laboratoria z Litwy i z Łotwy.

Nowy atomowy wzorzec częstotliwości W National Institute of Standards and Technology, Boulder, USA uruchomiono optyczny wzorze częstotliwości oparty o współdziałanie jonów aluminium 27Al+ z jonami berylu Be+ lub z jonami magnezu Mg+. Konstruktorzy oświadczyli, że uzyskali dokładność porównania obu wzorców rzędu 8.6 10-18.

chłodzenie laserowe i detekcja Optyczne atomowe wzorce częstotliwości chłodzone atomy 87Sr, 171Yb lub jony 171Yb+, 199Hg+, 27Al+ w próżni, w pułapce magneto-optycznej lub w.cz. ultrastabilny laser do pobudzania przejścia zegarowego stany wzbudzone stan podstawowy  10 ns  1 s przejscie zegarowe chłodzenie I detekcja Quantum jumps technique chłodzenie laserowe i detekcja fp f1 f2 f0 laser zegarowy detekcja fluorescencji układ kontroli i dostrajania sygnał błędu femtosek. pomiar różnicy częstotliwości wyjście w.cz. f0 f fn atomy/jon w pułapce wzorzec cezowy f0  1015 Hz laser femtosekundowy do generacji optycznego grzebienia fR f

Quantum Logic Spectroscopy with Be+ logic ion Wzorzec optyczny na jonie 27Al+ C.W. Chou et al, Phys. Rev. Letters, 104, 070802 (2010) Porównanie częstotliwości dwóch wzorców 27Al+ /Be+ i 27Al+ /Mg+ Quantum Logic Spectroscopy with Be+ logic ion przejście zegarowe 1S0  3P0 w jonie 27Al+ 8.4Hz

Stabilność dla  = 100s i dokładność  [sec] 27Al+/199Hg+ 87Sr/40Ca 199Hg+/133Cs NIST-F1 171Yb+/171Yb+ 87Sr/NIST H maser 87Sr/133Cs F02 88Sr+/88Sr+ 133CsF02/ 133CsF0M Stabilność dla  = 100s i dokładność Stabilność optycznych wzorców częstotliwości Stabilność krótkotermionowa Cs fountains 27Al+/27Al+ 87Sr/40Ca 88Sr+/133Cs 171Yb+/171Yb+ 199Hg+/27Al+ 27Al+/27Al+ y () 100s 6x10-16 3x10-15 10-15 4x10-16 3x10-16 uB 1.5x10-16 1.1x10-15 1.9x10-17 8.6x10-18 4x10-16 10-14 133CsF02/133CsF0M

Dokładność wzorców atomowych 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020  NBS-1 NBS-2 NBS-3 NBS-4 NBS-5 NBS-6 NIST-7 NIST-F1 PARCS ACES ? 27Al+/199Hg+ PTB-CsF2 FOM/FO2 87Sr/40Ca 88Sr+ 1-st Cs clock Essen and Parry at NPL 40Ca 40Ca, 171Yb+, 199Hg+ wzorce mikrofalowe optyczne rok uB PTB-Cs1 87Sr 27Al+ /27Al+ 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-15 10-16 10-17 10-18

W zeszycie p.t. Współczesna służba czasu i częstotliwości wzorcowych , 1962, Profesor Groszkowski zamieścił wykres ilustrujący postęp z ubiegiem lat dokładności wzorców częstotliwości z ekstrapolacją do roku 1980. W moim referacie z roku 1998 ta ekstrapolacja została rozszerzona do roku 2000. Dzisiaj przedstawiam rozszerzenie do roku 2020.

10-x 1920 1940 1960 1980 2000 2020

SERDECZNIE DZIĘKUJĘ PAŃSTWU ZA UWAGĘ