华夏时讯

上海光机所汞原子光钟研究取得阶段性进展

近期,中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室副研究员徐震课题组,在汞原子光钟的研究中取得阶段性进展。课题组在实现汞原子的激光冷却和参数测量的基础上,研制成功用于汞原子钟频跃迁探测的深紫外超稳激光系统,并测量了钟频跃迁光谱,研制了大功率深紫外冷却激光系统,为建成国内第一台汞原子光钟解决了重要关键技术。

不同元素光钟之间的频率比值测量是实现光频二级秒定义的有效途径,也是高精度验证诸如精细结构常数等基本物理常数的时间不变性的方法,对发展不同元素的光钟具有重要的意义。与目前最高不确定度的锶原子光晶格钟和最高稳定度的镱原子光晶格钟相比,汞原子具有更低的黑体辐射频移,更高的饱和蒸汽压及更为简单的钟频磁子能级结构。汞原子有望成为下一个无需对环境黑体辐射进行处理而进入10-18量级不确定度的光钟元素。

课题组建立了国内第一套汞原子磁光阱系统,并测量了汞原子各个同位素的冷原子数量及温度。在此基础上,科研人员设计并建立了汞原子钟频探测系统,实现了超稳腔稳频的1062.5nm超稳激光,超稳激光的漂移率小于50mHz/s。超稳激光经过光纤激光放大和四倍频后获得了10mW的265.6nm钟频激光。利用该钟频激光,分别探测了无(有)外场下199Hg冷原子的1S0-3P0钟频跃迁光谱。相关结果发表于Chinese Optics Letters 16,060202(2018)。

为了进一步实现更有效的激光冷却,课题组研制了大功率253.7nm连续窄线宽深紫外激光系统。和上海光机所高功率光纤激光技术实验室的冯衍课题组合作,研制了室温1014.8nm掺镱光纤激光放大器,单级放大可获得8W激光输出。通过两级高效率的谐振腔倍频,倍频效率最高分别为65%和35%,获得了最高1.4W的紫外激光输出,为该波长激光的国际报道的最高值。该激光系统的研制为进一步实现汞原子的二维磁光阱和三维磁光阱,提高汞原子光晶格钟的冷原子装载量,从而降低量子投影噪声提供了足够功率的光源。大功率的253.7nm激光还可用于通过四波混频产生121nm左右的更短波长的连续激光。相关结果发表于Opt. Express 21, 30958 (2013) 和Applied Optics, 56, 8973 (2017)。

该项研究得到了中科院战略性先导专项(XDB21030200)和国家自然科学基金重大研究计划(91436105)等的支持。

上海光机所汞原子光钟研究取得阶段性进展

1 钟频跃迁光谱探测实验框图 

上海光机所汞原子光钟研究取得阶段性进展

2无外场探测(红色)及有外场探测(黑色)钟频跃迁光谱 

 

上海光机所汞原子光钟研究取得阶段性进展

3 253.7 nm深紫外激光系统结构图 

上海光机所汞原子光钟研究取得阶段性进展

4 253.7 nm深紫外激光输出功率 

 
相关推荐
新闻聚焦
猜你喜欢
热门推荐
  • “情感交互”标准立项 机器人有望“动感

      一则令人激动的消息从德国柏林的国际标准会议上传来:中国科研团队提出有关情感交互的标准获得正式立项,这一标准发起......

    04-12    来源:科技日报 | 编辑:确牛

    分享
  • 一身本领的火星车

      2020年左右,我国将发射首个火星探测器,一步实现绕、落、巡探测任务。 我国首个火星探测器的轨道器工作时间约为一个火......

    03-08    来源:茶无弄 | 编辑:确牛

    分享
  • 机器人学会用自创语言交流协作

      据英国《独立报》近日报道,人工智能研究团队OpenAI最新公布的报告指出,机器人已经学会了使用自创的新语言彼此交流并协......

    03-22    来源:华夏时讯 | 编辑:确牛

    分享
  • 沙漠稀薄空气也能“挤”出水

      海绵里的水,挤一挤总是有的,但沙漠干燥空气中,能挤出水吗?《科学》杂志日前发表的一项成果表明,美国科学家开发出......

    04-17    来源:茶无弄 | 编辑:确牛

    分享
  • 人工智能:2018年市场规模或突破380亿

      人工智能经过60年的积淀,从去年开始在深度学习、跨界融合、人机协同和群体智能等方面,都出现重要新进展。 现在,科技......

    03-15    来源:中国科技网 | 编辑:确牛

    分享
  • 小行星19日与地球擦肩而过

      北京时间19日20时24分,一颗巨大的花生形状的、带光泽的小行星与地球擦肩而过,距离我们仅180万公里,是地球至月亮距离的......

    04-20    来源:科技日报 | 编辑:确牛

    分享
  • SpaceX将首次利用“二手火箭”发卫星

      据美国太空探索技术公司(SpaceX)官网消息称,该公司将于北京时间3月31日在肯尼迪航天中心LC-39A发射平台执行SES-10任务,这......

    03-31    来源:科技日报 | 编辑:确牛

    分享
  • 宇宙初期有超大气体结构

      日本研究团队利用昴望远镜的主焦点照相机,成功观测到115亿年前宇宙原始超星系团周围大范围中性氢气体分布情况。分析结......

    04-06    来源:科技日报 | 编辑:确牛

    分享
  • 亚马逊CEO驾驶首款载人机器人

      据环球网报道,近日,亚马逊CEO贝索斯在一个活动中,亲自驾驶了双足机器人Method-2。该机器人可以跟随贝索斯的动作做出相......

    03-23    来源:中国科技网 | 编辑:确牛

    分享
  • 北斗助力无人机植保服务

      千寻位置与大疆创新日前在京签署协议,正式达成战略合作伙伴关系,双方将结合各自优势在技术、市场、产业等方面深入合......

    04-27    来源:科技日报 | 编辑:确牛

    分享
返回列表
 
Ctrl+D 将本页面保存为书签,全面了解最新资讯,方便快捷。