原子钟，目前世界上最准确的计时工具。来自中科院上海光学精密机械研究所的研究人员，在脉冲光抽运(POP)原子钟中长期频率稳定度方面取得重要进展。经过优化，我国的POP原子钟万秒频率稳定度达到4.7×10-15(10的-15次方),与目前国际上最高水平的POP原子钟相当。相关研究成果作为编辑精选文章近日发表于《科学仪器评论》杂志上。
原子钟是卫星导航系统的核心部件之一，原子钟的性能决定了卫星导航系统的定位和授时精度。POP原子钟使用铷原子基态超精细能级跃迁作为“钟摆”来产生高稳定度的频率信号。相比空间冷原子钟，POP原子钟具有结构简单、体积小、重量轻、频率稳定度高等优点，在卫星导航、高速通信及精密光谱等基础研究领域具有非常重要的应用前景。
“POP原子钟虽然应用前景被看好，但是其共振频率易受其他参数影响。POP原子钟中长期频率稳定度的优化一直是个难题。”中科院上海光机所副研究员邓见辽说。
在中科院院士王育竹开创的光抽运气泡原子钟研究基础上，研究人员采取了一系列措施，提高激光的频率和功率稳定性，减小气压效应对原子钟频率稳定度的影响，减小温度相关缓冲气体频移的影响，提高原子钟伺服控制系统的精度和可靠性，最终将POP原子钟万秒频率稳定度优化到4.7×10-15(10的-15次方)，达到国际最高水平。
邓见辽表示，迄今为止，国际上关于POP原子钟中长期频率稳定度的相关研究成果较少，此项研究成果为提高气泡原子钟中长期频率稳定度提供了新的可行方案。同时，这标志着我国掌握了高精度气泡原子钟的关键技术，在进一步解决物理系统、光学系统和控制系统小型化和可靠性的基础上，有望研制出高性能气泡原子钟工程样机。(记者 陆成宽)
关键词： 脉冲光抽运原子钟
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