上海光機(jī)所脈沖光抽運(yùn)型銣原子鐘研究取得重大進(jìn)展
      近日，中科院上海光機(jī)所量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“973”原子鐘小組在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了脈沖光抽運(yùn)型原子鐘(POP型)的原理性運(yùn)轉(zhuǎn)，已成功觀測(cè)到Ramsey 干涉條紋，中心條紋線寬140 10Hz。POP型原子鐘采用時(shí)序脈沖工作模式，光脈沖制備量子態(tài)、微波脈沖探詢?cè)榆S遷和光脈沖檢測(cè)基態(tài)兩能級(jí)原子躍遷幾率隨微波頻率的變化。因此，在時(shí)間上分開(kāi)了激光場(chǎng)、微波場(chǎng)與原子相互作用的時(shí)間，當(dāng)微波激發(fā)兩能級(jí)原子的超精細(xì)躍遷時(shí)，不存在激光場(chǎng)，因此鐘躍遷頻率不受光場(chǎng)的影響，無(wú)光頻移存在。這樣大大提高了原子鐘頻率的中短期穩(wěn)定性。

      據(jù)悉，POP原子鐘有兩種工作模式：微波脈沖探測(cè)模式和光脈沖探測(cè)模式。國(guó)際上只有意大利IEN報(bào)道過(guò)微波探測(cè)的實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)的研究結(jié)果，但尚未曾報(bào)道過(guò)光脈沖探測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

      原子鐘-原子時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)是人類科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的基本條件，時(shí)間頻率測(cè)量的準(zhǔn)確度和精確度的提高，將從根本上改變一系列重大應(yīng)用技術(shù)和科學(xué)研究的的面貌。原子鐘可應(yīng)用于全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)。GPS系統(tǒng)在諸多科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的重要應(yīng)用。銣原子鐘是GPS系統(tǒng)主要應(yīng)用的星載原子鐘，它要求原子鐘能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)以保證導(dǎo)航定位的精確度。經(jīng)科學(xué)家長(zhǎng)期的努力，銣氣泡型原子鐘已發(fā)展成體積小、重量輕、技術(shù)成熟并可可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的原子鐘。因此，當(dāng)今各國(guó)廣泛采用銣氣泡型原子鐘作為GPS星上的工作鐘。但是，由于銣氣泡型原子鐘利用了光抽運(yùn)技術(shù)，因此存在光頻移，原子鐘的中長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定性不好。POP型原子鐘是消除光頻移和提高原子鐘性能的優(yōu)秀方案。原子鐘頻率穩(wěn)定性的提高意味著可延長(zhǎng)導(dǎo)航系統(tǒng)原子鐘的使用壽命。因此，POP型原子鐘的研制具有重大的應(yīng)用價(jià)值和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。