光钟关键技术研究……毕志毅

(节选)

“光钟”研究是2002年以来国际计量科学发展的一个新热点,并将成为国际新一代时间频率的基准。光钟与原子钟不同,它是以原子和分子在光学波段的跃迁频率(1014—1015 Hz)为标准,通过将光学频率标准准确无误地传递到微波波段,提供高精度的时间、频率标准。时间、频率作为一个重要基本物理量在国民经济、国防建设和基础科学研究中起着重要的作用。光钟研究中一个最关键的技术问题是如何将高精度的光学频率标准精确地传递到微波频率。华东师范大学毕志毅教授在文章中用通俗的语言介绍了1999年以来国际科学界在光钟关键技术方面取得的重要进展,以及华东师范大学光谱学与波谱学教育部重点实验室自2002年初开展飞秒激光光梳的精密锁相控制、光学频率合成及光钟关键技术等研究以来所取得的可喜成果:研制成我国第一台飞秒光学频率梳状发生器,实现对飞秒光脉冲时-频域同时精密控制,在光学频率合成、光频与光频、光频与微波频率标准间的精密转换以及光钟等方面开展了一系列基础与技术研究。2003年将自行研制的飞秒光学频率梳状发生器运往国际标准局(BIPM,巴黎)进行了首次飞秒光梳国际比对,随后又将该系统运到美国,与国际标准局和美国国家标准与技术研究所(NIST)共同在美国国家标准与技术研究所进行国际比对合作研究,在光梳比对、光学频率合成及光钟基础研究中取得突破性成果,比对实验结果证实:四台飞秒光梳在光频域的一致性达到10-19水平,能满足将来光钟实现频率传递的“光齿轮”的精度以及研究基本物理常数随时间可能的变化的需要。2004年3月马龙生教授与毕志毅教授在国际著名杂志《科学》发表了题为 “以10-19的不确定度实现光学频率合成及比对”的学术论文,这是我国科学家在光频率合成与光钟前沿科技领域首次取得的一项重大成果,为研制新一代原子钟 — “光钟”铺平了道路,赢得国际同行专家的广泛关注和重视。

 中国网 2005年3月8日


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