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(diǎn)。近日，國(guó)家授時(shí)中心在該領(lǐng)域的研究取得了創(chuàng)新性進(jìn)展。

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

  他們?cè)诮衲昴瓿跻呀?jīng)實(shí)現(xiàn)的頻率穩(wěn)定度為1E-18量級(jí)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(shí)、獨(dú)立探測(cè)多個(gè)獨(dú)立鐘躍遷的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了利用雙激發(fā)譜鍶原子光鐘的閉環(huán)運(yùn)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(guó)聯(lián)合物理學(xué)會(huì)Top期刊Applied Physics Letters上(Appl. Phys. Lett. 117, 231101 (2020))。

　　評(píng)審人在審稿意見(jiàn)中指出：“作者介紹了一種創(chuàng)造性的、新穎的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)探測(cè)光晶格中多個(gè)部分的原子的鐘躍遷?！@個(gè)方案實(shí)際上適用于任何光晶格鐘，都將大大減小光鐘閉環(huán)運(yùn)行的所需的時(shí)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(guó)際時(shí)間計(jì)量做出貢獻(xiàn)”。

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