新華社武漢1月13日電 （記者侯文坤）記者從中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院獲悉，該院梅剛?cè)A研究員團(tuán)隊(duì)研制的新型銣原子鐘，秒級(jí)頻率穩(wěn)定度指標(biāo)首次進(jìn)入E-14（百萬(wàn)億分之一）量級(jí)。相關(guān)論文近日發(fā)表在國(guó)際期刊《電氣電子工程師學(xué)會(huì)儀器與測(cè)量學(xué)報(bào)》上。

梅剛?cè)A介紹，頻率穩(wěn)定度是原子鐘的核心指標(biāo)，直接關(guān)系到原子鐘的計(jì)時(shí)精度。銣原子鐘是目前市場(chǎng)占有率較高的原子鐘，廣泛用于衛(wèi)星導(dǎo)航、通信、電力、金融等領(lǐng)域。目前商用銣原子鐘秒級(jí)穩(wěn)定度在E-11到E-12量級(jí)水平。

為進(jìn)一步改善銣原子鐘的頻率穩(wěn)定度，研究團(tuán)隊(duì)從提高原子信號(hào)信噪比、降低探尋微波的相位噪聲和抑制原子體系的環(huán)境敏感性三方面入手，在銣原子鐘物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)槽管微波腔、大尺寸銣氣泡、高光譜純度抽運(yùn)光源和雙重濾光等新技術(shù)，顯著改善了原子信號(hào)信噪比。在電路設(shè)計(jì)中，研究人員采用了一種新的低相噪頻率綜合器設(shè)計(jì)方案，減小了微波電路噪聲對(duì)銣原子鐘頻率穩(wěn)定度的影響。研究人員還利用密封箱實(shí)現(xiàn)物理系統(tǒng)與大氣環(huán)境的隔離，將大氣環(huán)境氣壓波動(dòng)對(duì)銣原子鐘頻率穩(wěn)定度的影響減小了一個(gè)數(shù)量級(jí)。基于以上技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)研制出一種新型銣原子鐘原理樣機(jī)，測(cè)量結(jié)果顯示，原子鐘的秒級(jí)頻率穩(wěn)定度為9E-14，百秒級(jí)頻率穩(wěn)定度為9E-15。

梅剛?cè)A介紹，此次技術(shù)突破，進(jìn)一步擴(kuò)大了我國(guó)銣原子鐘技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，對(duì)發(fā)展高品質(zhì)微波振蕩器技術(shù)和研制新一代北斗系統(tǒng)星載原子鐘具有重要意義。