國家授時中心實現(xiàn)雙激發(fā)譜鍶原子光鐘

  光鐘作為目前精度最高的原子鐘，如何有效的提高其性能一直是人們關(guān)注的焦點。近日，國家授時中心在該領(lǐng)域的研究取得了創(chuàng)新性進展。

  國家授時中心常宏研究員和盧曉同博士生提出并實現(xiàn)了雙激發(fā)譜鍶原子光鐘，實現(xiàn)了超越Dick極限的測量精度，從而有效的提高光晶格鐘的測量精度。

  他們在今年年初已經(jīng)實現(xiàn)的頻率穩(wěn)定度為1E-18量級的鍶光鐘研究基礎(chǔ)上（Jpn. J. Appl. Phys. 59, 070903 (2020)），攻克了雙激發(fā)譜同時、獨立探測多個獨立鐘躍遷的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了利用雙激發(fā)譜鍶原子光鐘的閉環(huán)運行。與傳統(tǒng)的光晶格鐘相比，雙激發(fā)譜鍶原子光鐘可以將鐘反饋的周期減少一半，從而將Dick效應(yīng)的影響直接減小一半，最終將鐘的頻率穩(wěn)定度提高1.4倍。

雙激發(fā)譜鍶原子光鐘

　　研究成果以《Synchronous frequency comparison beyond the Dick limit based on dual-excitation spectrum in an optical lattice clock 》發(fā)表在美國聯(lián)合物理學(xué)會Top期刊Applied Physics Letters上(Appl. Phys. Lett. 117, 231101 (2020))。

　　評審人在審稿意見中指出：“作者介紹了一種創(chuàng)造性的、新穎的方法來實現(xiàn)同時探測光晶格中多個部分的原子的鐘躍遷。……這個方案實際上適用于任何光晶格鐘，都將大大減小光鐘閉環(huán)運行的所需的時間。他們展示的創(chuàng)新型性的技術(shù)將真正的應(yīng)用于光晶格鐘，而光晶格鐘正日益為國際時間計量做出貢獻”。

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金，中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)B，中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究項目的支持。