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680 次測得 9.0×10-14τ-1/2（1s~100s）的短期頻率穩定度測量結果。這是銣原子鐘頻率穩定度指標首次進入 10-14τ-1/2 量級。相關論文近日為國際權威期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》上發表，并在 IEEE 官方網站先期刊出。
頻率穩定度是原子鐘的核心指標。為了進一步改善銣原子鐘的頻率穩定度，研究人員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境敏感性三方面入手。物理系統設計采用了具有自主知識產權的開槽管微波腔、內徑為 40 mm 的大尺寸銣氣泡、高光譜純度抽運光源和雙重濾光等新技術，將原子信號信噪比決定的頻率穩定度提升到 4.7×10-14τ-1/2 水平。設計了一款低相噪頻率綜合器，將電路噪聲對銣鐘穩定度的影響控制在 6.0×10-14τ-1/2 水平。
研究人員還利用密封箱實現物理系統與大氣環境的隔離，將大氣環境氣壓波動對銣鐘穩定度的影響減小了一個數量級。基于以上技術，研制出新型銣原子鐘原理樣機。
銣原子鐘是目前市場占有率最高的原子鐘，廣泛用于衛星導航、通信、電力、金融等國防和經濟領域。商用小型化銣鐘頻率穩定度多在 10-11τ-1/2 到 10-12τ-1/2 水平。梅剛華團隊的此項結果創造了銣鐘頻率穩定度新的國際紀錄，而此前的國際紀錄也是由該團隊保持，為我國北斗衛星導航系統研制的第三代星載銣原子鐘，頻率穩定度為 7.0×10-13τ-1/2，是國際首款穩定度為 10-13τ-1/2 量級的銣原子鐘。
此次技術突破，進一步擴大了我國銣原子鐘技術的領先優勢，對于發展高品質微波振蕩器技術、研制新一代北斗系統星載原子鐘具有重要意義。
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發布日期: 2024-08-21
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