近兩年,航天科工203所開始從事光頻原子鐘研究。光頻原子鐘採用原子(離子)的光頻率躍遷參考,是下一代原子鐘技術,穩定度和不確定度好。
根據應用方式的不同,原子鐘可分為基準鍾和守時鐘。基準鍾是“秒”定義的復現裝置,能夠輸出標準頻率。也正是由於對頻率的極高要求,通常情況下基準鍾更為複雜,並經常需要科研人員除錯維護,否則難以長時間連續執行。
守時鐘是實現時間連續不間斷產生和保持的原子鐘,它要求在工作週期內時間和頻率的產生不中斷、不跳變,需要具有很好的短期穩定度、長期穩定度和連續執行能力。守時鐘和基準鍾協調執行,形成了當前基準鍾駕馭守時鐘的時間頻率體系。全世界的時間標準是統一的,稱為協調世界時(UTC),是透過對原子時(TAI)進行閏秒操作得到。目前國際原子時的產生與保持透過鍾組實現,包括10多臺基準原子鐘和680多臺守時原子鐘。
光頻原子鐘是近年來快速發展的研究方向,相對於傳統微波原子鐘,它利用原子(離子)在光學波段的躍遷輻射,穩定度、不確定度明顯提升,可以預期光頻基準鍾和守時鐘的發展將對下一代導航定位、時間保持等應用方向產生深遠影響,將整體提升國家時頻體系的守時能力,增強引力波探測等前沿科學的研究水平。
(薛瀟博、吳巍)
來源: 光明網