国家授时中心锶原子光钟的实验研制进展

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目前光钟的稳定度和不确定度均已进入10-18量级。介绍了中国科学院国家授时中心的锶原子光晶格钟的研究情况。以锶原子四种同位素中自然丰度最大的88Sr为研究对象,依次实现了88Sr的一级冷却和二级冷却。为消除一阶多普勒频移和反冲频移对冷原子运动的影响,充分发挥原子极窄钟跃迁谱线线宽的优点,冷原子被囚禁于光晶格中。而由光晶格导致的原子能级频移的问题可被“魔术”波长解决,对锶原子光钟,光晶格波长为813.4 nm。实验中采用功率放大的半导体激光器输出“魔术”波长激光,通过一维驻波光场搭建将88Sr装载进一维光晶格中。测量得到囚禁于光晶格中的冷原子寿命为270 ms,温度为3.5 μK,数目为1.2×105。光晶格囚禁为下一步的钟跃迁信号提供了较长的探测时间并且有利于获得极窄线宽的钟跃迁谱线,因此是光钟研制中很重要的一步。
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