新華社武漢1月13日電（記者侯文坤）記者從中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院獲悉，該院梅剛?cè)A研究員團隊研制的新型銣原子鐘，秒級頻率穩(wěn)定度指標首次進入E-14（百萬億分之一）量級。相關(guān)論文近日發(fā)表在國際期刊《電氣電子工程師學(xué)會儀器與測量學(xué)報》上。
梅剛?cè)A介紹，頻率穩(wěn)定度是原子鐘的核心指標，直接關(guān)系到原子鐘的計時精度。銣原子鐘是目前市場占有率較高的原子鐘，廣泛用于衛(wèi)星導(dǎo)航、通信、電力、金融等領(lǐng)域。目前商用銣原子鐘秒級穩(wěn)定度在E-11到E-12量級水平。
為進一步改善銣原子鐘的頻率穩(wěn)定度，研究團隊從提高原子信號信噪比、降低探尋微波的相位噪聲和抑制原子體系的環(huán)境敏感性三方面入手，在銣原子鐘物理系統(tǒng)設(shè)計中，采用了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開槽管微波腔、大尺寸銣氣泡、高光譜純度抽運光源和雙重濾光等新技術(shù)，顯著改善了原子信號信噪比。在電路設(shè)計中，研究人員采用了一種新的低相噪頻率綜合器設(shè)計方案，減小了微波電路噪聲對銣原子鐘頻率穩(wěn)定度的影響。研究人員還利用密封箱實現(xiàn)物理系統(tǒng)與大氣環(huán)境的隔離，將大氣環(huán)境氣壓波動對銣原子鐘頻率穩(wěn)定度的影響減小了一個數(shù)量級。基于以上技術(shù)，研究團隊研制出一種新型銣原子鐘原理樣機，測量結(jié)果顯示，原子鐘的秒級頻率穩(wěn)定度為9E-14，百秒級頻率穩(wěn)定度為9E-15。
梅剛?cè)A介紹，此次技術(shù)突破，進一步擴大了我國銣原子鐘技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢，對發(fā)展高品質(zhì)微波振蕩器技術(shù)和研制新一代北斗系統(tǒng)星載原子鐘具有重要意義。
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