鍶原子光鐘鐘躍遷譜線探測中的程序控制（二）
3.2 磁場的時序控制磁場的控制涉及梯度磁場與誘導磁場的產生與控制兩個方面。磁場與光場的時序控制有所區別，主要體現在磁場梯度的控制。在二級寬帶冷卻中，為了壓縮冷原子團的大小，要將磁場梯度線性增大，需用相同形狀的時序信號來進行觸發和控制；但磁場在關斷時會產生一個較大的自感電流，為了消耗該電流以保護磁場線圈，需要在很短的時間內將磁場進行完全關斷，故磁場控制信號的延遲精度應更高。將MOT亥姆赫茲線圈驅動電源連接到專門設計的磁光阱控制電路，該電路主要是將恒定的電源電壓轉化成為可以隨任意波形時序信號改變的電流信號，變化的電流輸入到磁場線圈從而產生變化的梯度磁場。將電源連接到控制電路的兩個輸入端口，線圈接到控制電路的兩個輸出端口。電路的設計原理如圖 7所示。在迅速關斷電流時，反接的兩個二極管用以保護線圈，并保證線圈電流的迅速關斷。通過改變時序信號，由OP27驅動IGBT(1MBI400N-120)將輸出的電流進行變換。圖 7 磁光......閱讀全文
鍶原子光鐘鐘躍遷譜線探測中的程序控制（二）
3.2 磁場的時序控制磁場的控制涉及梯度磁場與誘導磁場的產生與控制兩個方面。磁場與光場的時序控制有所區別，主要體現在磁場梯度的控制。在二級寬帶冷卻中，為了壓縮冷原子團的大小，要將磁場梯度線性增大，需用相同形狀的時序信號來進行觸發和控制；但磁場在關斷時會產生一個較大的自感電流，為了消耗該電流以保護磁場
鍶原子光鐘鐘躍遷譜線探測中的程序控制（一）
任潔1, 劉輝1, 2, 盧本全1, 2, 常宏1, 張首剛1????摘要: 為了實現中國科學院國家授時中心研制的鍶原子光晶格鐘鐘躍遷的自動化探測,設計了完整的自動控制系統。該系統主要由延遲精度與同步精度在μs 量級的時序控制系統和滿足要求的激光頻率掃描系統組成。兩個控制系統均通過LabVI
光晶格冷原子鍶光鐘實現閉環運行
近日，由中科院國家授時中心張首剛、常宏團隊研制的光晶格冷原子鍶（87）光鐘（以下簡稱鍶光鐘）成功實現閉環運行。自比對技術的初步測量評估顯示，其輸出頻率穩定度為6×10-17@800s，單邊極化鐘躍遷譜線線寬為3.87赫茲。 鍶光鐘是目前世界上頻率穩定度和頻率不確定度性能最高的原子鐘，實現的頻率
鍶原子光晶格鐘：35億年不差一秒
逝者如斯夫，不舍晝夜。對于兩千多年前的古人來說，時間就是晝夜交替。對于今天的科學家而言，時間是原子的“跳動”。 在中國計量科學研究院，有一種特殊的計時設備——鍶原子光晶格鐘。它以鍶原子的躍遷頻率作為時間計量標準。而且，可以把時間測量的準確度提高到35億年不差一秒。
國家授時中心鍶光鐘研制取得進展
近日，中國科學院國家授時中心主任張首剛帶領的量子頻標研究團隊在光頻標研究中取得新進展。該團隊的鍶光鐘研究組在研究員常宏指導下，通過直接對光學頻率梳（簡稱光梳）的模式進行選擇和放大，成功通過光梳產生了單模窄線寬激光光源，并應用于鍶光鐘裝置系統，實現了鍶原子的窄線寬冷卻和鐘躍遷頻率測量。研究成果以題
授時中心用鍶原子光晶格鐘觀測弗洛凱準粒子干涉效應
近日，中國科學院國家授時中心研究員常宏帶領的實驗團隊與重慶大學物理學院教授張學鋒帶領的理論團隊合作，利用光晶格鍶原子光鐘實驗平臺，首次觀測到弗洛凱準粒子的干涉效應。 根據弗洛凱理論（Floquet），當一個量子系統被周期性驅動時，會出現弗洛凱準粒子激發。當其按兩種模式同時驅動時，則相對相位有可
我國開展光頻原子鐘研究
今日，從中國航天科工集團二院203所獲悉，該所已開始從事光頻原子鐘研究。 光頻原子鐘是近年來快速發展的研究方向。相對于傳統微波原子鐘，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，可以預期光頻基準鐘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
我國首臺“鍶鐘”數據被國際采納
9月14日，國際計量委員會（CIPM）頻率標準聯合工作組（CCL-CCTF WG FS）在巴黎召開會議，公布了最新的用于二級秒定義和米定義實際復現的標準波長（頻率）推薦值列表。中國計量科學研究院（以下簡稱“中國計量院”）研制的鍶原子光晶格鐘數據被采納：其絕對頻率測量值被用于鍶87原子光晶格鐘5
中科院國家授時中心實現鍶光鐘絕對頻率測量
2022年舉辦的第27屆國際計量大會（CGPM）通過“關于秒的未來重新定義”決議——將利用光鐘實現時間單位“秒”的重新定義，計劃在2026年第28屆CGPM大會上提出關于“秒”的重新定義的建議，并在2030年第29屆CGPM大會做出最終決定。中國科學院國家授時中心（NTSC）擔負著“北京時間”的產生
中科院國家授時中心實現鍶光鐘絕對頻率測量
2022年舉辦的第27屆國際計量大會（CGPM）通過“關于秒的未來重新定義”決議——將利用光鐘實現時間單位“秒”的重新定義，計劃在2026年第28屆CGPM大會上提出關于“秒”的重新定義的建議，并在2030年第29屆CGPM大會做出最終決定。中國科學院國家授時中心（NTSC）擔負著“北京時間”的產生
冷鐿原子精密光譜的研究進展（三）
晶格縱向上的原子運動是局域化的，因而原子具有分立的振動能級結構。如果原子溫度足夠低，自旋極化的原子將全部布居在振動基態，并且高階的分波散射將消失。但是，經過兩級冷卻后的鐿原子溫度仍然較高，比較接近p 波離心勢壘大小(約30 μK)，導致鐿原子占據晶格勢阱的多個振動能級，有可能發生p
冷鐿原子精密光譜的研究進展（四）
為了獲得傅里葉極限線寬的鐘躍遷譜線，我們分別對譜線的功率展寬和塞曼磁子能級分裂進行了研究。隨著鐘探詢的光功率減小，譜線的線寬不斷變窄，同時超精細結構磁子能級間的4 個躍遷開始出現，兩π躍遷的間隔與兩σ躍遷的間隔之比約為1：5。利用主腔附近的三維線圈對剩余磁場進行補償，使π和σ躍遷
冷鐿原子精密光譜的研究進展
20 世紀末，科學家們利用激光實現了原子的冷卻和囚禁，并因此榮獲1997 年諾貝爾物理學獎。將冷原子應用于光譜測量可極大提高光譜的精度和分辨率，非常適合用來精確研究原子的內部結構和物理性質，檢驗基礎物理規律和探索新的物理。一方面，原子經過激光冷卻后運動速度減小，可冷卻至μK、nK甚至pK的溫度，原子
冷鐿原子精密光譜的研究進展
1 引言 20 世紀末，科學家們利用激光實現了原子的冷卻和囚禁，并因此榮獲1997 年諾貝爾物理學獎。將冷原子應用于光譜測量可極大提高光譜的精度和分辨率，非常適合用來精確研究原子的內部結構和物理性質，檢驗基礎物理規律和探索新的物理。一方面，原子經過激光冷卻后運動速度減小，可冷卻至μK、nK甚至
日本打造最精準原子鐘－可探測地球引力變化
北京時間4月7日消息，日本專家組成的一個研究小組研制出迄今為止制造的精準度最高的原子鐘。這臺光晶格鐘靈敏度極高，能夠探測到地球引力發生的變化，允許科學家測量時間的精度達到令人吃驚的17位數。此外，它也可用于大幅改進GPS跟蹤系統，探測最小10厘米的高度差。 日本研究小組表示
上海光機所脈沖光抽運銣原子鐘研究取得突破
中科院量子光學重點實驗室王育竹院士領導的新型星載原子鐘課題組在脈沖光抽運銣原子鐘研究中取得突破性進展。課題組在2012年12月15日出版的國際學術期刊《光學快報》上發表的論文[Opt. Lett. 37, 5036 (2012)]中，首次報道了利用基于磁光旋轉效應的正交偏振探測技術探測氣
國家重點研發計劃項目“高精度原子光鐘”啟動
近日，記者從中國科學院武漢物理與數學研究所獲悉，由該所高克林研究員任首席科學家承擔的國家重點研發計劃項目“高精度原子光鐘”項目啟動會在武漢召開。 據介紹，“高精度原子光鐘”項目旨在解決在高精度時頻體系方面制約我國科技發展的若干“瓶頸”問題，發展具有自主知識產權的新方法、新技術，實現高精度的囚
冷鐿原子精密光譜的研究進展（一）
1 引言 20 世紀末，科學家們利用激光實現了原子的冷卻和囚禁，并因此榮獲1997 年諾貝爾物理學獎。將冷原子應用于光譜測量可極大提高光譜的精度和分辨率，非常適合用來精確研究原子的內部結構和物理性質，檢驗基礎物理規律和探索新的物理。一方面，原子經過激光冷卻后運動速度減小，可冷卻
下一代光學原子鐘可用于探測引力波
英國《自然》雜志29日在線發表的一項物理學研究指出，下一代光學原子鐘已經能比現有方法更精確地測量地球表面時空的引力扭曲。這一成果可用于探測引力波、檢測廣義相對論以及尋找暗物質。 時間的流逝并非絕對，而是取決于給定的參照標準。因此，時鐘的測量很容易受到相對速度、加速度和重力勢的影響。重力勢增加
1E16星載原子鐘課題窄線寬激光器穩頻技術達到國際水平
精度為1E-16的星載原子鐘項目的研究開展對我國將來提高授時精度和衛星導航自主運行能力，提升對地觀測以及地球重力等勢面的測量精度具有非常重要的意義;對未來開展空間科學實驗和提高空間科學整體發展水平意義重大。 “十二五”863計劃地球觀測與導航技術領域主題項目下設課題“1E-16星載原子鐘關
科研人員研制出穩定度達E18量級鐿原子光鐘
中國科學院精密測量科學與技術創新研究院呂寶龍研究團隊與華東師范大學馬龍生團隊合作，成功研制出一種高精度鐿原子光鐘，該光鐘的頻率穩定度達到E-18量級。相關成果近日發表在Metrologia上。 研究團隊突破了鐿原子光鐘的多項關鍵技術，在黑體輻射頻移的精準控制、直流Stark頻移與原子碰撞頻移的抑
英發現生物鐘“第二驅動齒輪”－紅細胞中也存在生物鐘
生物鐘控制著生命活動的內在節律，過去人們一直認為它的“驅動齒輪”是基因。而英國研究人員在新一期《自然》雜志上報告說，他們發現了獨立于基因的生物鐘機制，這種與新陳代謝有關的機制構成了生物鐘的“第二驅動齒輪”。 英國劍橋大學研究人員報告說，他們首次發現人類血液紅細胞中也
國際原子時出現首個光學鐘
英國國家物理實驗室（NPL）向國際計量局（BIPM）提供的英國光頻率標準（NPL-Sr1）首次被納入國際原子時（TAI）的確定中，為2030年實現國際單位制（SI）秒的重新定義作出了貢獻。NPL將按時提交數據，使NPL-Sr1發揮更大作用。 國際原子時是確定協調世界時（UTC）的基礎。目前，國
我國鈣離子光頻標測量結果成為國際秒定義“候選者”
近日，記者從中國科學院精密測量科學與技術創新研究院（以下簡稱精密測量院）獲悉，國際計量局網站日前更新了國際秒定義候選躍遷頻率的推薦值，精密測量院研究員高克林團隊研發的鈣離子光頻標所測得的躍遷頻率首次入選。 秒是時間的基本單位。1967年，國際計量大會通過了基于銫原子躍遷的新的秒定義，但隨著光頻
冷鐿原子精密光譜的研究進展（二）
為使鐿原子的二級冷卻能有效地進行，需要線寬遠小于182 kHz 且頻率穩定的556 nm 激光源。首先，采用PDH 技術將556 nm 激光器頻率鎖定在高精細度的光學諧振腔上，線寬測量結果約為3 kHz，足以滿足二級冷卻實驗的需求；其次，將PDH誤差信號參考在鐿原子的1S0(F=
常宏等在鍶原子光頻標研制領域獲得進展
近日，中國科學院國家授時中心研究員常宏帶領的鍶原子光頻標研究小組與華東師范大學教授武海斌聯合發布有關鍶原子四種天然同位素組間躍遷頻率的精確測量值，以及利用光頻測量實現的對原子束橫向速度分布的精確測量結果。相關成果日前在線發表于美國物理聯合會學術期刊AIP advances。 鍶原子的組
天宮二號空間冷原子鐘實現預定科學目標
2016年9月25日，天宮二號空間實驗室成功發射并順利進入運行軌道。由中國科學院牽頭負責的載人航天工程空間應用系統在天宮二號上開展了十四項體現國際科學前沿和高技術發展方向的空間科學與應用任務，其中包括世界首臺太空運行的冷原子鐘。在軌近兩年時間里，冷原子鐘運行正常、狀態良好、性能穩定，完成了全部既
氫銣原子鐘，導航更精準
日前，我國采取一箭雙星方式，成功發射了北斗三號第三、四顆組網衛星，這兩顆衛星上均裝載了中國航天科工二院203所研制的一臺高精度銣原子鐘和一臺星載氫原子鐘，技術指標達到國際先進水平。 原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性來獲取精準時間頻率信號的設備，其研發涉及量子物理學、電學、結構力學等眾多學科，
日本改進鐿原子光晶格鐘－900萬年誤差一秒
日本產業技術綜合研究所11月1日發表公報說，該所開發的鐿原子光晶格鐘運轉900萬年才出現一秒的誤差，在日前召開的國際度量衡局會議上被選為秒的新定義標準器的“候補隊員”。 公報說，該所研究人員在2009年開發出運轉60萬年僅誤差一秒的鐿原子光晶格鐘的基礎上，通過改良激光光源的頻率控制等，減少
專家詳解導航衛星的“心臟”——原子鐘
前不久，中國航天科工集團公司傳來喜訊，該集團二院203所啟動汞離子微波鐘研制。作為新一代原子鐘，它有望應用于下一代北斗導航衛星。 有人可能會犯迷糊：原子鐘是什么鐘，跟導航有什么關系？203所星載氫鐘主管設計師王文明告訴科技日報記者，原子鐘就是導航衛星的心臟。 從根本上說，導航的核心就是