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中國計量院搭建“光鐘絕對頻率測量開放共享平臺”

發布時間:2020/5/22編輯:Ma Liang 人氣:2450


  【阿儀網 行業資訊】日前,中國計量科學研究院(以下簡稱“中國計量院”)成功搭建國內首個“光鐘絕對頻率測量開放共享平臺”。該平臺旨在支持國內10余家單位近20臺光鐘的研究工作,帶動我國時間頻率研究和應用整體水平提升,在即將到來的新一輪“秒”定義變革中作出中國貢獻。
  時間單位“秒”是國際單位制(SI)7個基本單位之一,也是長度、電流等單位復現的基礎物理量,對科學研究和社會生活影響巨大。
  目前,銫原子噴泉鐘是秒定義的復現裝置,近年來隨著激光冷卻和飛秒光梳技術的高速發展,光鐘表現出了超過銫原子噴泉鐘2個數量級的潛在優勢,2006年第17次國際時間頻率咨詢委員會(CCTF)會議通過了鍶原子、鍶離子、鐿原子、鐿離子、汞原子、汞離子、鋁離子的光鐘頻率作為國際時間單位“秒”的次級定義。近幾年,我國鍶原子(中國計量科學研究院、中科院國家授時中心)、鐿原子(華東師范大學、中科院武漢物理與數學研究所)、鈣離子(中科院武漢物理與數學研究所)、鋁離子(中科院武漢物理與數學研究所、華中科技大學)等光鐘研究取得了較大進展,其頻率不確定度已達到10-16 ~ 10-17量級,預計很快全面進入10-18量級。
  2019年520世界計量日,國際單位制新定義正式實施,修改“秒”定義成為國際計量界的主要議題。國際計量局(BIPM)時間頻率咨詢委員會(CCTF)及國際單位制咨詢委員會(CCU)都在積極推進秒定義修改的討論。為此,作為我國的國家計量院——中國計量院搭建國內首個“光鐘絕對頻率測量開放共享平臺”,重點支持國內相關機構共同盡早取得技術突破,實現高水平光鐘絕對頻率量值評估,奠定中國在國際秒定義修改中的話語權。
  據了解,該平臺依托中國計量院國家秒長基準NIM5和原子時標國家計量基準UTC(NIM),采用兩種獨立技術體系測量光鐘絕對頻率。基于兩個測量結果進行雙盲驗證,最大程度抑制了由測量設備、測量過程、測量條件和數據處理等引入的不確定性,保障了光頻量值溯源的準確與可靠,頻率校準能力最高達E-16量級,該技術指標也是目前國際上光鐘絕對頻率測量的最高水平之一。為我國加快探索光鐘駕馭氫鐘產生下一代時間基準奠定了技術基礎,對于建設我國獨立自主、準確可靠的時間頻率體系意義深遠。
  主要設施及技術指標:2臺銫原子噴泉基準鐘NIM5和NIM6,其中后者頻率不確定度優于5.8E-16,相當于5400萬年不差1秒;1套原子時標國家計量基準UTC(NIM),時間穩定度0.16ns/5d,達到了同期國際領先水平;多套高穩定性光纖光頻梳裝置,連續鎖定時間達30天以上、梳齒線寬達Hz量級,突破了窄線寬光頻梳技術壁壘。
  目前,中國科學院武漢物理與數學研究所2臺鈣離子光鐘、中國科學院上海光機所和華力創通公司各1臺銣原子噴泉鐘已送至中國計量院昌平院區開展頻率測量與比對。

微信號:ayiwangapp17

(來源: 維庫儀器儀表網 )

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