7月5日,記者(zhě)從位(wèi)於西安市臨潼(tóng)區的中國科(kē)學院國家授時中心獲悉:該中心張首剛研究員(yuán)和(hé)雲恩學研究員帶領的原子鍾研究團隊研製出(chū)高性能小型化CPT(相幹布(bù)居囚禁)原子鍾,打破了(le)高性能CPT原子鍾難以實現小型化的瓶頸,可(kě)為深空探(tàn)測、衛星(xīng)導航、高(gāo)速通信、火災與地下搜救、潛航器導航(háng)等提供重要技術支撐。
基於光晶(jīng)格的鍶原子光鍾穩定(dìng)度可達E-19量級(相當於運行數百億年累計誤差不到(dào)1秒),但由於其體積過於龐大而不(bú)便於攜帶。科學家發(fā)現基於CPT的量子(zǐ)幹涉(shè)效應,可(kě)以製造出小型(xíng)化和微型化原子鍾。目(mù)前的芯片級(jí)原(yuán)子鍾就是基(jī)於CPT原理,體積與火柴盒相當,已在無人機(jī)巡航、便攜式(shì)北鬥/GPS接收機、水下資源勘探等需(xū)要精密(mì)時間信號而又對(duì)體(tǐ)積、功(gōng)耗、重量有嚴格限製的(de)領域使用。但是,目(mù)前實現的芯片鍾頻率穩(wěn)定度僅在3E-10@1s水平(相當於運行100年累計誤差不到1秒),在需要更高精度時間信號的領(lǐng)域,還需(xū)要大幅提升其頻率穩定度。
基於上述背景,國家(jiā)授時中心(xīn)原(yuán)子鍾研究團隊提出了基於直接調製窄線(xiàn)寬半導體(tǐ)激光器(qì)和圓偏振CPT作用的(de)方案,獲得了國際一流的(de)短期頻率穩定度,能夠實現CPT原子鍾運行10萬(wàn)年累(lèi)計誤差不到1秒。尤(yóu)為(wéi)重要的是,使用該方案實現了CPT原子鍾裝置小型化,未來有望研製出芯片化(huà)的高(gāo)性能CPT原子鍾,能夠在需要更高精度(dù)時間信號的領域發揮重要作用。
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