近日,中国科学院国家授时中心张首刚和常宏研究员带领的研究团队研制的光晶格冷原子锶(87)光钟(简称锶光钟)成功实现了闭环运行。通过自比对技术初步测量评估,其输出频率稳定度为6×10-17@800s,单边极化钟跃迁谱线线宽为3.87Hz。

锶光钟是目前世界上频率稳定度和频率不确定度性能最高的原子钟,世界各相关先进研究机构都在积极开展研究,实现的频率不确定度和频率稳定度已经达到10-18量级,是最具潜力的基本单位“秒”未来重新定义的候选原子钟。作为目前性能最高的原子钟,应用其能够产生更高的精度的时间频率信号,开展更精密的时间频率测量,能够间接提高其他物理量和物理常数的测量,并支撑基本物理理论的检验,提高对自然界规律的认识。

为不断提高时间频率的产生和测量精度,尤其是始终独立自主地拥有标准时间频率的保持能力,国家授时中心规划锶光钟研制为“十三五”规划重点任务之一。锶光钟研制水平和应用水平是国家综合科研实力一个反映,对经济社会等方面有着重要意义,该项目得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和国家授时中心等部门的大力支持。

锶光钟的初步闭环运行标志着研究团队全面掌握了其理论和技术。研究团队将进一步进行系统优化,以实现更准确、更稳定、能够长期连续运行的光钟系统。

图1 自比对技术得到的Allan偏差

图2 单边极化钟跃迁谱线

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