• भारतीय मानक समय(आईएसटी) की प्राप्ति और अनुरक्षण: सीएसआईआर-एनपीएल के पास समन्वित सार्वभौमिक समय [यूटीसी (एनपीएलआई)] प्राप्ति/प्रापण हेतु एक “प्राथमिक समयमान” है, जो फ्रांस के सेव्रेस में स्थित अंतर्राष्ट्रीय भार और माप ब्यूरो (बीआईपीएम) द्वारा प्रदान किए गए समन्वित सार्वभौमिक समय (यूटीसी) के लिए अनुमार्गणीय है। यूटीसी (एनपीएलआई) एनपीएलआई में समन्वित सार्वभौमिक समय (यूटीसी) की प्राप्ति है। भारतीय मानक समय (यानी, यूटीसी (एनपीएलआई) प्लस 5:30 घंटे), सीज़ियम घड़ियों और हाइड्रोजन मेसर्स के बैंक का उपयोग करके उत्पन्न, यूटीसी के संबंध में ±2.8 नैनोसेकंड की वर्तमान व्यवस्थित अनिश्चितता है। आईएसटी उत्पन्न करने वाली समयमान प्रणाली में पांच सीज़ियम घड़ियां, एक निष्क्रिय हाइड्रोजन मेसर, दो सक्रिय हाइड्रोजन मेसर, माप प्रणाली और घड़ी की तुलना एवं अनुमार्गणीयता के लिए एक अंतरराष्ट्रीय उपग्रह लिंक शामिल हैं। सीज़ियम घड़ियाँ उस समय का पूर्ण परमाणु संदर्भ प्रदान करती हैं जिसमें असाधारण दीर्घकालिक स्थिरता होती है, जबकि हाइड्रोजन मेसर में परम अल्पकालिक स्थिरता होती है। यूटीसी (एनपीएलआई) को एक सक्रिय हाइड्रोजन मेसर (ए एच एम) के स्टीयर्ड आउटपुट के रूप में प्राप्त किया जाता है। हालाँकि, समयमान/टाइमस्केल में पाँच उच्च प्रदर्शन वाली सीज़ियम घड़ियाँ भी हैं। सभी सीज़ियम क्लॉक आउटपुट आवृत्तियों और माइक्रोफ़ेज़ स्टेपर से संचालित निर्गत/आउटपुट एक स्वचालित स्विचन यूनिट से जुड़े होते हैं जो आवृत्ति/चरण तुलनित्र या समय अंतराल काउंटर के माध्यम से घड़ियों के मापन के समय-आधारित स्विचन को सक्षम बनाता है।
• जीएनएसएस (ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम: कॉमन-व्यू क्लॉक सिग्नल एक माध्यम है जिसका उपयोग समय को एक साइट से दूसरी साइट पर स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। जीएनएसएस सिग्नल में सन्निहित समय संकेतक अपनी व्यापक दृश्यता, अच्छे सिग्नल-टू-नाइश अनुपात के साथ रिसेप्शन में आसानी और प्रसार प्रभावों के प्रति असंवेदनशीलता के कारण आम-दृश्य घड़ी का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला स्रोत है। सीवीजीएनएसएस समय हस्तांतरण का एक तरफ़ा तरीका है, एक उपग्रह द्वारा उत्सर्जित संकेत को एक प्रयोगशाला में स्थापित विशिष्ट उपकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। सीवीजीएनएसएस विधि द्वारा सभी संबद्ध व्यवस्थित अनिश्चितताओं का अनुमान लगाने के बाद सटीक समय तुल्यकालन (~ 10 नैनोसेकंड) आसानी से प्राप्त किया जा सकता है। दोहरी-आवृत्ति रिसीवर आयनोस्फेरिक विलम्ब को दूर करते हैं और समय हस्तांतरण सटीकता में सुधार करते हैं। इस तरह के डेटा को GPS P3 के रूप में जाना जाता है, जो एक नैनोसेकंड से कम सांख्यिकीय अनिश्चितता के साथ घड़ी की तुलना की अनुमति देता है। सीएसआईआर-एनपीएल में बहुत दोहरी आवृत्ति जीएनएसएस रिसीवर हैं। हाल ही में, दो नए जीएनएसएस टाइमिंग रिसीवर स्थापित किए गए हैं और समूह-1 प्रयोगशाला, यानी, NICT, जापान से यात्रा जीएनएसएस अंशशोधक का उपयोग करके अंशांकित किए गए है, तथा आंतरिक विलंब की गणना NICT G1 के संबंध में की गई थी। इन प्रयासों के साथ, UTC के लिए अनुमार्गणीयता लिंक को अंशांकित किया गया था, और संबंधित व्यवस्थित अनिश्चितता अक्टूबर 2018 से प्रभावी होकर ± 2.8 नैनोसेकंड (ns) हो गई । सीवीजीएनएसएस पद्धति का उपयोग करके आईएसटी से यूटीसी की अनुमार्गणीयता को बनाए रखा गया है। इसके अतिरिक्त, इसरो को सीवीजीएनएसएस पद्धति का उपयोग करके आईएसटी को अनुमार्गणीयता भी प्रदान की जाती है।
• TWSTFT (टू वे सैटेलाइट टाइम एंड फ्रीक्वेंसी ट्रांसफर) : TWSTFT एक जियोस्टेशनरी (जियो-सैट) दूरसंचार उपग्रह के माध्यम से समय के संकेतों के आदान-प्रदान पर आधारित है। TWSTFT संभावित रूप से इस्तेमाल किए गए जियो-सैट के पदचिह्न के तहत भौगोलिक रूप से स्थित टाइमस्केल्स की तुलना करने के लिए सबसे सटीक तरीकों में से एक है। इस पद्धति के साथ, आवृत्तियों की तुलना 10-¹⁵@ 1 दिन औसत समय की अनिश्चितता के साथ की जा सकती है, और नैनोसेकंड स्तर पर समय के अंतर की तुलना की जा सकती है। उच्च सटीकता उपयोगकर्ताओं द्वारा एक साथ जियो-सैट के माध्यम से संकेतों का आदान-प्रदान करके प्राप्त की जाती है, जो देरी को रद्द कर देगा क्योंकि समय के पैमाने के बीच पथ सममित है। TWSTFT के पारंपरिक सेटअप में समय स्थानांतरण संकेत के रूप में कृत्रिम यादृच्छिक शोर (PRN) उत्पन्न करने के लिए एक मॉडेम, एक VSAT (बहुत छोटा एपर्चर टर्मिनल) की आवश्यकता होती है,जिसमें आम तौर पर 1.8 मीटर से 3.6 मीटर के डिश एंटीना, पावर एम्पलीफायर, कम शोर एम्पलीफायर या केयू बैंड लिंक के लिए सैटेलाइट ट्रांसपोंडर की 2.5 मेगाहर्ट्ज बैंड चौड़ाई होती है।

  CSIR-NPL के पास वर्तमान में दो TWSTFT स्टेशन लिंक हैं:

  (1.) इस्ट्रैक-इसरो के साथ TWSTFT लिंक: IRNSS (इंडियन रीजनल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम) को UTC समय अनुमार्गणीयता प्रदान करने के लिए CSIR-NPL का TWSTFT स्टेशन ISTRAC-बैंगलोर और ISTRAC-लखनऊ के साथ लिंक है। लिंक GSAT-8 उपग्रह का उपयोग करके 2018 से चालू है।

  (2.) UTC के साथ TWSTFT लिंक: PTB जर्मनी के साथ TWSTFT लिंक रखने के लिए, जो UTC की धुरी है, NPL में एक अंतर्राष्ट्रीय TWSTFT स्टेशन भी स्थापित किया गया है। यह सेटअप हाल ही में अपग्रेड किया गया है और एक्सप्रेस-80 जियो-सैट के माध्यम से पीटीबी सहित 7 अंतर्राष्ट्रीय एनएमआई के साथ लिंक स्थापित करने की प्रक्रिया में है।

उपर्युक्त  चित्र एनपीएलआई में प्रत्येक 2.4 मीटर व्यास वाले डिश एंटीना के दो वीएसएटी के बाहरी हिस्से को दर्शाता है। बाएं वाले का उपयोग अंतरराष्ट्रीय लिंक के लिए किया जा रहा है और दाएं वाले का उपयोग घरेलू लिंक के लिए किया जा रहा है
• इंटरनेट पर समय हस्तांतरण (एनटीपी सेवा) एनटीपी एक इंटरनेट मानक प्रोटोकॉल है जो सर्वर और नेटवर्क उपकरणों के सटीक सिंक्रनाइज़ेशन/तुल्यकालन के संदर्भ के रूप में एक विश्वसनीय समय स्रोत, यानी यूटीसी (एनपीएलआई) का उपयोग करता है। एनटीपी सर्वर देश के एनएमआई में स्थित “प्राथमिक संदर्भ घड़ी” के रूप में स्ट्रैटम 0 के साथ पदानुक्रम का पालन करते हैं और स्ट्रैटम 15 तक जा सकते है। एक प्राथमिक सर्वर (जिसे स्ट्रैटम 1 कहा जाता है) एक सर्वर है जो एक आधिकारिक घड़ी स्रोत, उदाहरण के लिए, एक परमाणु घड़ी या एक जीपीएस सिग्नल स्रोत से सीधे यूटीसी सिग्नल प्राप्त करता है। एक स्तर 2 सर्वर एक स्तर 1 सर्वर से अपना समय संकेत प्राप्त करता है, एक स्तर 3 सर्वर स्तर 2 सर्वर से, और इसी तरह संकेत प्राप्त करते है। क्लाइंट अपनी आंतरिक घड़ियों को NTP टाइम सिग्नल के साथ सिंक्रोनाइज़/समकालीन करने के लिए सर्वर के साथ संपर्क करते हैं। NTP (NTPv4.0) का नवीनतम संस्करण WAN पर 50 ms से कम की अनिश्चितता के साथ समय बनाए रख सकता है। हालाँकि, NTP में अनिश्चितता का पूर्ण स्तर नेटवर्क स्थितियों पर निर्भर करता है। एनटीपी एक उच्च मापनीय/स्केलेबल और दोष-सहिष्णु प्रोटोकॉल है जो स्वचालित रूप से कई उपलब्ध समय सर्वरों में से सर्वश्रेष्ठ का चयन करता है। NTP का नवीनतम चौथा संस्करण कई सुरक्षा सुविधाओं के साथ आता है, जिसमें हमलों से सुरक्षा, सममित और असममित क्रिप्टोग्राफ़िक प्रमाणीकरण का समर्थन करता है, तुल्यकालन पर पहली घड़ी के अपडेट के बाद हलचल की अनुमति नहीं है, घड़ी अनुशासन एल्गोरिदम जो अनिश्चितता में सुधार करता है, नेटवर्क जिटर को संभालना, और मतदान अंतराल, नैनो कर्नेल कार्यान्वयन के लिए समर्थन जो नैनोसेकंड परिशुद्धता, स्टार्टअप पर तेजी से सिंक्रनाइज़ेशन एवं नेटवर्क विफलताओं के बाद, स्वचालित सर्वर खोज आदि प्रदान करता है। देश की साइबर सुरक्षा में समय तुल्यकालन की महत्वपूर्ण भूमिका को ध्यान में रखते हुए, भारतीय कंप्यूटर आपातकालीन प्रतिक्रिया टीम (सीईआरटी) -इन) ने राष्ट्रीय सूचना विज्ञान केंद्र (एनआईसी), राष्ट्रीय भौतिक प्रयोगशाला (एनपीएल) के किसी भी एनटीपी सर्वर या एनपीएल तथा एनआईसी के अलावा अन्य सटीक और मानक समय स्रोत के साथ अपने आईसीटी बुनियादी ढांचे को सिंक्रनाइज़ करने के लिए सभी सेवा प्रदाताओं, मध्यस्थों, डेटा केंद्रों, निकाय कॉरपोरेट्स और सरकारी संगठनों को एक निर्देश जारी किया है। एनपीएल में डोमेन नाम “time.nplindia.org” के साथ सार्वजनिक डोमेन में समय प्रसार के लिए एनटीपी सर्वर के कई ढेर उपलब्ध हैं। सीएसआईआर- एनपीएल की एनटीपी सेवाओं से कई ग्राहक लाभान्वित होते हैं।

  सीएसआईआर-एनपीएल द्वारा अनुरक्षित आईएसटी के साथ अपने डिवाइस का समय देखने/जांचने के लिए यहां क्लिक करें

समयमान प्रापण और प्रसार से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया ashish@nplindia.org पर डॉ. आशीष अग्रवाल से संपर्क करें।

• नेटवर्क टाइम प्रोटोकॉल (NTP) का उपयोग करके समय प्रसार पर अनुसंधान एवं विकास: कंप्यूटर नेटवर्क में समय तुल्यकालन प्राप्त करने के लिए NTP का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सीएसआईआर-एनपीएल एनटीपी पदानुक्रमित संरचना पर काम कर रहा है और विभिन्न स्तरों पर उपलब्ध एनटीपी सर्वरों के प्रदर्शन का मूल्यांकन कर रहा है। सीएसआईआर-एनपीएल एनटीपी से संबंधित कई अन्य पहलुओं पर काम कर रहा है जैसे एनटीपी सर्वरों का समय और आवृत्ति पहलू; एनटीपी सुरक्षा; अंतिम ग्राहक/उपयोगकर्ता पर एनटीपी प्रदर्शन विश्लेषण; इंटरनेट ऑफ थिंग्स अनुप्रयोगों आदि ।एनटीपी समयमान प्रसार से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया सुश्री दिव्या सिंह यादव से divya.yadav@nplindia.org पर या डॉ. दीपक शर्मा से deepak.sharma@nplindia.org पर संपर्क करें।
• समर्पित प्रकाशिक फाइबर का उपयोग करके पीटीपी के माध्यम से सटीक समय प्रसार: दूरसंचार, पावर-ग्रिड और वित्त जैसे क्षेत्रों के लिए लचीला, अनुमार्गणीय और प्रमाणित समय वितरण सेवा के लक्ष्य के साथ, जो जीपीएस पर निर्भरता को पूरी तरह से समाप्त कर देता है, सीएसआईआर-एनपीएल आईईईई 1588 प्रोटोकॉल पर आधारित इंटरनेट पैकेट का उपयोग करके समय प्रसार पर काम कर रहा है जिसे प्रेसिजन टाइम प्रोटोकॉल (पीटीपी) के रूप में जाना जाता है। पीटीपी-आधारित समय हस्तांतरण प्रसिद्ध नेटवर्क टाइम प्रोटोकॉल (एनटीपी) के समान है, हालांकि यह नियंत्रित नेटवर्क (आमतौर पर स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क) में काम करता है, जहां प्रत्येक नेटवर्क तत्व में विलंबता/निवास समय को ध्यान में रखा जाता है ताकि ऑर्डर पर सटीकता प्रदान की जा सके। 1 μs का, जो NTP का उपयोग करके परिमाण के तीन क्रमों से बेहतर है। यह जीपीएस सिग्नल, जीपीएस सिग्नल स्पूफिंग आदि की अनुपस्थिति से मुक्त है। यह छतों पर जीपीएस एंटीना को भौतिक रूप से ठीक करने की आवश्यकता को भी समाप्त करता है। डार्क टेलीकॉम फाइबर का उपयोग करके एनपीएल परिसर में पीटीपी आधारित समय प्रसार के लिए आंतरिक और स्थानीय स्तर पर बाहर दोनों जगह पीटीपी आधारित समय प्रसार प्रमाण के लिए सिद्धांत प्रयोग हाल ही में किया गया है।पीटीपी से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया डॉ मनोज दास manoj.das@nplindia.org से संपर्क करें।
• फ़ोनोक्लॉक के माध्यम से टेलीफोन समय प्रसार: अनुसंधान गतिविधि का उद्देश्य लैंडलाइन टेलीफोन लाइन पर ±10 एमएस की समय तुल्यकालन सटीकता के साथ एक मजबूत टेलीफोन समय प्रसार सेवा स्थापित करना है। इस सेवा तक पहुँचने के लिए कॉम्पैक्ट और किफायती रिसीवर विकसित किए गए हैं।सीएसआईआर-एनपीएल में इस सेवा का परीक्षण किया जा रहा है। व्यावसायिक उत्पादन के लिए प्राप्तकर्ताओं की जानकारी उद्योग को हस्तांतरित की जाएगी। इसके बाद, सेवा सार्वजनिक उपयोग के लिए शुरू कर दी जाएगी। मिलीसेकेंड सटीकता के कारण, यह सेवा रक्षा-संबंधी गतिविधियों के लिए अपील करेगी जहां एनटीपी सेवाओं के लिए साइबर सुरक्षा प्रमुख चिंता का विषय है। यहां तक कि बैंकिंग और दूरसंचार क्षेत्र को भी नई उन्नत टेलीफोन समय सेवा से लाभ होगा। एक बार आईएसटी देश का कानूनी समय बन जाने के बाद, यह तकनीक आईएसटी के साथ तुल्यकालन करने का सबसे उपयुक्त माध्यम बन जाएगी। एक गांव में एक सामान्य ग्रामीण व्यक्ति टेलीफोन लाइन के माध्यम से आईएसटी तक पहुंच सकता है। यह जीपीएस-आधारित टाइमिंग रिसीवर्स से भी बेहतर है, जो जाम होने की संभावना रखते हैं तथा बेसमेंट व इमारत के अंदर काम नहीं करते हैं जहां सैटेलाइट सिग्नल प्राप्त करने के लिए कोई स्पष्ट दृश्य नहीं है। टेलीफोन लाइनें पूरे भारत में उपलब्ध हैं और ग्रामीण क्षेत्रों में भी, समय जानने के सबसे आसान साधनों में से एक हैं। सभी विकसित राष्ट्र, जैसे, संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन, जर्मनी और जापान, अभी भी टेलीफोन समय प्रसार सेवाओं की पेशकश करते हैं, जो कम से कम अगले दशक के लिए प्रासंगिक रहेंगे। प्रौद्योगिकी का वैचारिक डिजाइन चित्र में प्रस्तुत किया गया है।
  

  सार्वजनिक स्विच्ड टेलीफोन नेटवर्क (पीएसटीएन) पर फोनोक्लॉक सेवा का वैचारिक डिजाइन

  सेवा की प्रमुख विशेषताएं हैं: – पूर्ण समय की जानकारी (दिन, तिथि, घंटा, मिनट, सेकंड) प्रेषित की जाती है।
  – हर बार तुल्यकालन के दौरान, ट्रांसमिशन लिंक विलंब को अंशांकित किया जाता है।
  – समग्र तुल्यकालन सटीकता ± 10 मिली सेकंड है।
  – डिवाइस तुल्यकालन के लिए बाह्य 1 पीपीएस आउटपुट/निर्गत उपलब्ध है।
  – रिसीवर मॉड्यूल मास्टर स्लेव घड़ी के रूप में कार्य कर सकता है।

  फोनोक्लॉक से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया डॉ. पूनम अरोड़ा arorap@nplindia.org से संपर्क करें।
• एनपीएलआई नियमित दोलित्र (एनपीएलआई-डीओ): रूबिडियम (आरबी) जैसे स्थिर ऑसिलेटर के साथ एक उपकरण जो उपयोगकर्ताओं को आवश्यक आउटपुट प्रदान करता है, जो यूटीसी (एनपीएलआई) के संबंध में वास्तविक समय में दूरस्थ रूप से संचालित किया जाएगा, इसे “एनपीएलआई-अनुशासित ऑसिलेटर (एनपीएलआई-डीओ) के रूप में परिभाषित किया जाएगा। )”। जीएनएसएस संकेतों (जैसे जीपीएस, ग्लोनास आदि) का उपयोग करने के बजाय जिसके लिए ग्राहक को कोई प्रामाणिकता प्रदान नहीं की जाती है यदि उपयोगकर्ता के पास एनपीएलआई-डीओ है तो टाइमिंग आउटपुट को यूटीसी (एनपीएलआई) के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाएगा और एनपीएल द्वारा निगरानी की जाएगी,तथा मासिक अनुमार्गणीयता रिपोर्ट दी जाएगी। एनपीएलआई-डीओ (NPLI-DO) की अपेक्षित आवृत्ति स्थिरता 5*10-12/s, 2*10-15/दिन है, और तुल्यकालन सटीकता ± 20ns केभीतर IST के संबंध में है।एनपीएलआई अनुशासित ऑसिलेटर से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया डॉ. वी. भरत से bharath.v@nplindia.org पर संपर्क करें।
• व्हाइट रैबिट प्रिसिजन टाइम प्रोटोकॉल (डब्ल्यूआर-पीटीपी) आधारित प्रकाशिक फाइबरलिंक के माध्यम से समय का प्रसार: सीएसआईआर-राष्ट्रीय भौतिक प्रयोगशाला में, लंबी दूरी पर समय और आवृत्ति संकेत सिग्नल के सटीक और सही हस्तांतरण के लिए व्हाइट रैबिट प्रिसिजन टाइम प्रोटोकॉल (डब्ल्यूआर-पीटीपी) तकनीक का उपयोग करके चरण स्थिर प्रकाशिक फाइबर लिंक स्थापित करने की दिशा में कार्य प्रगति पर है। प्रकाशिक फाइबर के माध्यम से समय और आवृत्ति संकेतों को स्थानांतरित करने के लिए सीईआरएन में विकसित डब्ल्यूआर-पीटीपी सबसे उन्नत तकनीकों में से एक है। प्रकाशिक फाइबर-आधारित टाइम ट्रांसफर लिंक समय और आवृत्ति सिग्नल के सटीक और सुरक्षित हस्तांतरण के लिए काफी उपयुक्त हैं क्योंकि यह अपने प्रसारण के दौरान सिग्नल की बहुत कम क्षीणन और उच्च विश्वसनीयता प्रदान करता है। हालाँकि, प्रकाशिक फाइबर के आसपास यांत्रिक तनाव या तापमान भिन्नता के कारण फाइबर की प्रकाशिक पथ की लंबाई भिन्न हो सकती है और परिवेश भिन्नता प्रकाशिक फाइबर लिंक की स्थिरता के साथ-साथ सटीकता को भी प्रभावित करती है। पारंपरिक WR तकनीक परिवेश के तापमान भिन्नता के कारण गतिशील समय विलंब या चरण भिन्नता की क्षतिपूर्ति भरपाई करने में सक्षम नहीं है। हमने एक तकनीक विकसित की है और गतिशील समय विलंब या चरण भिन्नता का आकलन और क्षतिपूर्ति करने के लिए एक फीडबैक लूप पेश किया है, जो मुख्य रूप से अलग-अलग परिवेश की स्थिति के कारण उत्पन्न होता है। सक्रिय चरण मुआवजे की शुरूआत से डब्ल्यूआर नेटवर्क-आधारित समय हस्तांतरण लिंक की स्थिरता और सटीकता में सुधार होता है तथा यह बहुत लंबे प्रकाशिक फाइबर लिंक पर बहुत कम अनिश्चितता (200पीएस के भीतर) के साथ समय स्थानांतरित करने में सक्षम बनाता है।

22 किमी लंबे भूमिगत फाइबर पर चरण स्थिर प्रकाशिक फाइबर लिंक के लिए प्रायोगिक सेटअप और समय के साथ समय ऑफसेट भिन्नता

• सीज़ियम परमाणु फव्वारा प्राथमिक आवृत्ति मानक : एक सेकंड की वर्तमान एसआई परिभाषा “सीज़ियम 133 परमाणु की जमीनी अवस्था के दो हाइपरफाइन स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप विकिरण की 9,192,631,770 अवधियों की अवधि” है। इस परिभाषा को उच्चतम सटीकता के साथ साकार करने वाले उपकरण को समय और आवृत्ति का प्राथमिक मानक कहा जाता है। सीज़ियम फव्वारा आवृत्ति मानक समय की एसआई इकाई का सबसे सटीक और सही माप प्रदान करता है एवं इसलिए यह एक प्राथमिक मानक है। सीज़ियम परमाणु फव्वारा घड़ी में, सीज़ियम परमाणुओं को ठंडा किया जाता है तथा ऊपर लॉन्च किया जाता है, ऊपर व नीचे के रास्ते पर माइक्रोवेव गुहा/ कैविटी से गुजारा जाता है और संसूचन क्षेत्र में उनकी स्थिति की जांच की जाती है। विश्व में केवल 12 ऐसे फव्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन, फ्रांस, जर्मनी, इटली और जापान में अग्रणी राष्ट्रीय मापिकी संस्थानों (एनएमआई) में कार्यशील हैं। रूस, चीन और भारत ने हाल ही में अपने सीज़ियम परमाणु फव्वारा प्राथमिक मानक विकसित किए हैं। अंतरराष्ट्रीय परमाणु समय मान (टीएआई)दुनिया भर में परमाणु घड़ियों द्वारा संचालित समय का एक भारित औसत है। परिचालन फव्वारा आवृत्ति मानकों की बढ़ती संख्या ने TAI के रखरखाव में सटीकता के अभूतपूर्व स्तर पर योगदान दिया है, जिसमें 10^-15 के नीचे समय अंतराल की आंशिक अनिश्चितता है।

  सीएसआईआर-एनपीएल (एनपीएलआई) में, भारत का पहला सीज़ियम फव्वारा, प्राथमिक आवृत्ति मानक, एनपीएलआई-सीएसएफ1 स्वदेशी रूप से डिजाइन और विकसित किया गया था। यह 2012 में चालू हुआ । 2013 में जर्मनी, रूस और चीन के फव्वारा के साथ सफल अंतरराष्ट्रीय अंतर-तुलना में भाग लेने से पहले इसका कई बार मूल्यांकन किया गया था। इसे बीआईपीएम द्वारा गठित सीसीटीएफ (समय और आवृत्ति पर परामर्शदात्री समिति) द्वारा प्राथमिक आवृत्ति मानक (पीएफएस) के रूप में अनुमोदित किया गया था। इसने कुछ महीनों के लिए अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय (TAI) के अंशांकन में योगदान दिया। हालांकि, कुछ अंतर्निहित डिजाइन मुद्दों के कारण, फव्वारा की भिन्नात्मक आवृत्ति अनिश्चितता को 2.5 x 10^-15 से आगे नहीं सुधारा जा सका। तात्कालिक डिजाइन सुविधाओं के साथ एक बेहतर और अधिक स्थिर फव्वारा बनाने की प्रेरणा के साथ, सीएसआईआर-एनपीएल में दूसरी पीढ़ी का सीज़ियम परमाणु फव्वारा वर्तमान में विकासाधीन है। दूसरे फाउंटेन में कुछ नई डिज़ाइन सुविधाएँ जोड़ी गई हैं, जो 10^-16 में कुछ भागों में NPLI-CsF2 की सटीकता को बढ़ाने के लिए व्यवस्थित त्रुटियों की सावधानीपूर्वक जाँच करने में सक्षम बनाती हैं।

  सीजियम फव्वारा प्राथमिक आवृत्ति मानकों से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए, कृपया डॉ. पूनम अरोड़ा सेarorap@nplindia.org पर संपर्क करें।

• निकट भविष्य में समय की एसआई इकाई यानी सेकंड को साकार करने के लिए संदर्भ आवृत्ति अब माइक्रोवेव क्षेत्र में नहीं होगी; बल्कि यह स्पेक्ट्रम के प्रकाशिक क्षेत्र में होगी। अपनी उच्च परिचालन आवृत्ति के कारण, एक प्रकाशिक परमाणु घड़ी या प्रकाशिक घड़ी माइक्रोवेव परमाणु घड़ियों की तुलना में बहुत बेहतर सटीकता प्रदान कर सकती है। ऑप्टिकल घड़ियों की प्राप्ति ऑप्टिकल ट्रैप के भीतर लेजर-कूल्ड तटस्थ परमाणुओं के एक संकीर्ण लाइनविड्थ इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के स्पेक्ट्रोस्कोपिक पूछताछ पर आधारित है या एक विशेष रूप से डिजाइन किए गए आयन ट्रैप के भीतर सीमित एकल परमाणु आयन और लेजर को ठंडा किया गया है।सीएसआईआर-एनपीएल में, एक विशेष रूप से डिजाइन किए गए रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) आयन ट्रैप के भीतर सीमित और लेजर-कूल्ड एकल येटेरबियम आयन (¹⁷¹Yb ⁺) के अल्ट्रा-संकीर्ण संक्रमण के आधार पर एक प्रकाशिक घड़ी को विकसित करने की दिशा में काम प्रगति पर है। (¹⁷¹Yb ⁺) के लिए, निम्नतम उत्तेजन अवस्था ²F_7/2 है, जिसे ~ 467 nm पर एक विद्युत अष्टध्रुव संक्रमण के माध्यम से ²S^1/2 आधार अवस्था से आबाद किया जा सकता है। लंबे समय तक रहने वाली ²F_7/2 अवस्था में कई वर्षों का प्राकृतिक क्षय समय होता है,जिससे उस संक्रमण की प्राकृतिक रेखा चौड़ाई (उप हर्ट्ज) अत्यंत संकीर्ण हो जाती है।¹⁷¹Yb ⁺ को फंसाने के लिए विशेष ज्यामिति (एंड-कैप प्रकार) के साथ एक रेडियो फ्रीक्वेंसी आयन जाल का निर्माण किया गया है, और ~ 369.5 एनएम पर ²S_1/2 और ²P_1/2 राज्यों के बीच एक चक्रीय इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण का उपयोग लेजर शीतलन तकनीक द्वारा आयन के तापमान को कुछ सौ माइक्रो-केल्विन तक कम करने के लिए किया जाएगा। ऐसी कुछ संभावनाएँ हैं कि लेज़र कूलिंग के दौरान, आयन अपनी मेटास्टेबल/मितस्थायी अवस्थाओं में से एक, अर्थात् ²D_3/2 या ²F_7/2 पर आबाद हो सकता है। उन मेटास्टेबल अवस्थाओं को कम करने के लिए ~ 935 एनएम और ~ 760 एनएम पर दो रिपंप लेज़रों का उपयोग किया जाएगा। आयन की निगरानी ~ 369.5 एनएम पर उसके प्रतिदीप्ति की इमेजिंग द्वारा की जाएगी, और अंत में, आयनों से ~ 467 एनएम पर घड़ी संक्रमण ² एस _1/2 (एफ = 0) – ² एफ _7/2 (एफ = 3) की दिशा में जानकारी प्राप्त की जाएगी, जो एक अल्ट्रा- लो विस्तार (यूएलई) गुहा के माध्यम से उत्पन्न एक अल्ट्रा-स्थिर संकीर्ण लाइनविथ लेजर का उपयोग करेगा और आयन की स्थिति इलेक्ट्रॉन शेल्विंग तकनीक द्वारा निर्धारित की जाएगी।

d. समय और आवृत्ति (टी एंड एफ) संबंधित अनुप्रयोगों के लिए लेजर: लेजर मापन और संबंधित अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। समय और आवृत्ति (टी एंड एफ) प्रभाग में, सीजियम परमाणुओं को ठंडा करने के लिए सीएस फाउंटेन (एसआई सेकेंड का प्राथमिक मानक) में इनका उपयोग किया जा रहा है। प्रकाशिक एटॉमिक क्लॉक (SI सेकंड की पुनर्परिभाषा के लिए उम्मीदवार) में, उनका उपयोग तटस्थ परमाणुओं से आयन उत्पन्न करने और फिर आयनों को ठंडा करने के लिए किया जा रहा है। प्रकाशिक घड़ियों में, सटीक स्पेक्ट्रोस्कोपी करने के लिए संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर का उपयोग किया जाता है। दाब मापिकी में, क्वांटम पास्कल मानकों की अगली पीढ़ी लेजर इंटरफेरोमीटर सेटअप पर आधारित होगी।

समय और आवृत्ति (टी एंड एफ) प्रभाग में लेजर प्रयोगशाला ने सेमीकंडक्टर डायोड पर आधारित बाहरी कैविटी डायोड लेजर (ईसीडीएल) के स्वदेशी डिजाइन और विकास की शुरुआत की है। ऐसे लेजर एकल आवृत्ति और एकल अनुप्रस्थ मोड संचालन के मामले में आशाजनक हैं। वे विद्युत धारा और पीजो ट्रांसड्यूसर फीडबैक के आधार पर उच्च-बैंडविड्थ आवृत्ति मॉडुलन के साथ व्यापक आवृत्ति ट्यूनेबिलिटी प्रदान करते हैं।

अल्ट्रा-स्टेबल हाई-फाइनेस प्रकाशिक कैविटी (OC): लेजर लैब अल्ट्रा-स्टेबल हाई-फाइनेस प्रकाशिक कैविटी के स्वदेशी डिजाइन और विकास पर भी काम कर रही है। ऐसी कैविटी अनुमानित रैखिक बहाव के साथ उत्कृष्ट दीर्घकालिक आवृत्ति स्थिरता प्रदान करती हैं। ऐसी कैविटी में बंद ईसीडीएल की आवृत्ति लाइनविड्थ को हर्ट्ज स्तर तक नीचे लाया जा सकता है, जो प्रकाशिक क्लॉक में ऑसिलेटर्स के लिए एक पूर्व-आवश्यकता है। कार्य व्यापक है और इसमें कैविटी गणना, प्रकाशिक तत्वों का डिज़ाइन पेशेवर मशीनिंग स्तर 3D CAD यांत्रिक डिज़ाइन, इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं।

• परमाणु घड़ियाँ: माइक्रोवेव और प्रकाशिक (सीएस फाउंटेन और वाईबी+ आयन ट्रैप घड़ी)
• कैविटी रेफ्रेक्टोमीटर पर आधारित क्वांटम दाब मानक

e. मापिकी अनुप्रयोगों के लिए प्रकाशिक फाइबर के माध्यम से अल्ट्रा-स्थिर प्रत्यक्ष प्रकाशिक आवृत्ति स्थानांतरण: सक्रिय फाइबर शोर रद्दीकरण पर आधारित ऐसी स्थानांतरण तकनीकें छोटी दूरी के लिए 1 सेकेंड पर 10^-17 पर स्थिरता प्रदान करती हैं। वे समान परमाणु प्रजातियों के साथ-साथ विभिन्न परमाणु प्रजातियों के लिए आवृत्ति अनुपात माप के लिए दो प्रकाशिक घड़ियों की तुलना करने में अनुप्रयोग पाते हैं। उनका उपयोग फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स का उपयोग करके माइक्रोवेव से प्रकाशिक लिंक स्थापित करने के लिए भी किया जा सकता है।

हाल ही में, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले इंटरनेट प्रकाशिक फाइबर नेटवर्क का उपयोग करके स्थिर लेजर पर आधारित भूकंप संसूचन का प्रदर्शन किया गया है। लेजर लैब ने ऐसे स्थिर लेजर और प्रकाशिक फाइबर को सेंसर के रूप में विकसित करने पर प्रारंभिक अध्ययन शुरू कर दिया है।

प्रयोगशाला क्वांटम संचार जैसी प्रौद्योगिकियों के लिए प्रकाशिक नैनोफाइबर पर आधारित क्वांटम नोड्स के विकास के संबंध में संभाव्यता पर अध्ययन कर रही है।

आईएसटी की साइबर सुरक्षित महत्वपूर्ण सूचना बुनियादी ढांचे से संबंधित किसी भी प्रश्न के लिए कृपया श्री त्रिलोक भारद्वाज से triok@nplindia.org पर संपर्क करें।

• अंशांकन: रूबिडियम और सीज़ियम परमाणु घड़ियों, समय अंतराल काउंटर, घंटे मीटर, टेलीक्लॉक, जीपीएस समयकालन प्रापक/टाइमिंग रिसीवर और स्टॉपवॉच के अंशांकन के लिए सेवाएं उपलब्ध हैं।
• प्रशिक्षण: समय और आवृत्ति मापिकी एवं संबंधित क्षेत्रों में प्रशिक्षण उपलब्ध है। प्रायोगिक प्रशिक्षण के साथ सैद्धांतिक पाठ्यक्रम (अनुरोध पर आयोजित)।
• परामर्श: हम समय और आवृत्ति तुल्यकालन और क्षमता निर्माण पर परामर्श प्रदान करते हैं। समय प्रयोगशाला, समय तुल्यकालन प्रणाली और समय प्रसार प्रणाली स्थापित करने के लिए परामर्श सेवाएं उपलब्ध हैं।
• अनुमार्गणीयता: उपग्रह लिंक के माध्यम से समय अनुमार्गणीयता उन चुनिंदा रणनीतिक क्षेत्रों के लिए उपलब्ध है जिन्हें आईएसटी के संबंध मे नेनो सेकंड सटीकता की आवश्यकता है।
  अ) सटीक उपयोगकर्ताओं के लिए समय अनुमार्गणीयता।
  ब) आईएसटी समय अनुमार्गणीयता  प्रदान करने के लिए दूरसंचार विभाग (डीओटी), उपभोक्ता मामलों के मंत्रालय (एमओसीए), आईएफआर सूचना प्रसार सेवा प्राइवेट लिमिटेड के साथ समझौता ज्ञापन पर हस्ताक्षर किए गए। 
  स) सीएसआईआर-एनपीएल सीवीजीएनएसएस और टीडब्ल्यूएसटीएफटी के माध्यम से भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (इसरो) को समय अनुमार्गणीयता की सुविधा प्रदान करता है।

उपरोक्त उल्लिखित किसी भी सेवा का लाभ उठाने के लिए, कृपया डॉ. आशीष अग्रवाल से ashish@nplindia.org पर संपर्क करें।

• फोनोक्लॉक
• पल्स वितरण प्रवर्धक

• स्कूली विद्यार्थियों के लिए परमाणु घड़ी का प्रदर्शन (जिज्ञासा कार्यक्रम)।
• सीएसआईआर के ओपन डे पर आगंतुकों के लिए समय और आवृत्ति प्रदर्शनी।
• बी.टेक/एम.टेक/एम.एससी छात्रों के लिए परियोजनाएं।
• पीएचडी ।

डॉ. आशीष अग्रवाल
वरिष्ठ प्रधान वैज्ञानिक और प्रमुख
ईमेल: ashish@nplindia.org