1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室，陕西 西安 710600
2 中国科学院大学天文与空间科学学院，北京 100049
光钟在近20年里发展迅速，稳定度和系统不确定度均比当前最好的微波原子钟高出两个量级，目前已有10个光学跃迁被国际计量局选定为二级秒定义并参与原子时的产生。本文介绍了光钟的工作原理和系统性能的评估，阐述了离子光钟和光晶格钟的最新研究进展，并总结了光钟绝对频率测量方法和进入二级秒定义的光频跃迁的测量结果。
光通信 光钟 光频标 秒定义 原子钟 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106003
1 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院波谱与原子分子物理国家重点实验 室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院原子频标重点实验室, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学, 北京 100049
在光频标的实验中, 射频场所引入的微运动会对系统频率测量产生很大的误差。即使在实验前将微运动补偿至最佳状态, 但实验过程中随着杂散电场的漂移, 微运动的影响又会逐渐显现, 需要不断地补偿才能减小其影响。针对该问题, 在线形离子阱系统中利用氧化铟锡导电玻璃对真空系统进行优化, 以抑制离子阱杂散电场的漂移。通过测量和计算得出优化后杂散电场漂移值为 1.63 μV·m－1·s－1, 约为优化前结果 57.7 μV·m－1·s－1 的 1/40, 使得在长时间实验的过程中微运动的影响可以忽略不计, 实验的有效时间得以显著增加。
光频标 离子阱 导电玻璃 微运动 杂散电场漂移 optical frequency standard ion trap conductive glass micromotion stray electric field shift
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200111
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院武汉物理与数学研究所原子频标重点实验室, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种简单的激光器频率锁定方法,该方法直接将多路激光器频率锁定到波长计。为了测量激光频率的锁定效果,当频率锁定时,利用参考于氢钟的飞秒光梳测量其频率。研究结果表明:锁定到波长计的548 nm光纤激光器的频率抖动在1 MHz以内,阿仑方差在20 s时可达到5×10
-11;397 nm和866 nm可调谐半导体激光器的频率抖动在±5 MHz以内,长期漂移速度小于2 MHz/h。
原子与分子物理学 激光稳频 光频标 囚禁离子 波长计
1 中国科学院 武汉物理与数学研究所，波谱与原子分子物理国家重点实验室，湖北 武汉 430071
2 中国科学院 原子频率标准重点实验室,湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学,北京 1000490
4 中国科学院 原子频率标准重点实验室,湖北 武汉 430071:
为了抑制镱原子钟激光在光纤传输过程中引入的额外噪声，本文系统地研究了光纤噪声抑制的原理和实现方法。我们利用外差拍频的方法提取光纤传输引入的相位噪声，并通过对DDS驱动的声光调制器施加伺服反馈实现对光纤噪声的抑制。本文对比了采用光纤噪声抑制系统前后的频率噪声，采用Allan方差表征的实验结果显示，经过光纤噪声抑制系统后剩余光纤噪声引起的频率不稳定度为1.85×10-17/τ，频率噪声的起伏在秒量级的平均时间下降了一个数量级，400 s后进入E-19量级，相对于未进行光纤噪声抑制的稳定度提高了2个数量级。
光频标 光纤噪声 不稳定度 ytterbium clock laser fiber noise cancellation instability
介绍了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波和五次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频的原理,分析了使用这两种稳频方法对半导体激光器进行稳频时所得到的激光频率短期稳定度的理论估算方法,提出了通过选取最佳调制深度来优化短期稳定度的方法和原理,并在理论上比较了两种稳频方法得到的短期稳定度的差异。然后讨论了半导体激光稳频电路系统的设计,并利用该电路系统,分别用三次谐波和五次谐波稳频的方法将半导体激光器的频率锁定在的87Rb饱和吸收的F=2→F′=3,1线上,并使用我们提出的短期稳定度优化方案进行稳定度优化,通过对误差信号的分析,估算出的频率稳定度达到10-12的量级,使用采集到的误差信号在实验上比较了两种稳频方法所得的稳定度的,其结果和理论基本吻合。
激光技术 光频标 饱和吸收谱线 三次谐波和五次谐波 稳频电路系统
中国科学院物理研究所,计量测试高技术联合实验室,北京,100080
本文综合评述了光频标和光频测量研究的历史、现状和未来.在上世纪最后的30年间,光频标已达到10-11～10-13量级的准确度,使长度单位"米''进行了重新定义,实际上成为时间单位秒的"导出单位".最近三年来,该领域的研究出现了重大突破.这是由于飞秒锁模激光技术与光频测量技术两者出人意外的结合,使微波频标与光频标之间建立了简易可行的联系,使光频标的准确度和实用性达到了前所未有的高度,成为计量学和物理学中一个新的亮点.它的进一步发展必将给计量学和物理学带来深远的影响.
光频标 光频测量 飞秒锁模激光 optical frequency standard optical friquency measurement femtosecond mode-locked lasers
