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近期，中國科學院精密測量科學與技術創新研究院梅剛華研究團隊研制的銣原子鐘，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?；谝陨霞夹g，研制出新型銣原子鐘原理樣機。利用主動型氫鐘（H-maser）和超腔光生微波（OMG）作為參考源，測量了銣鐘頻率穩定度?？鄢齾⒖荚从绊懞蟮慕Y果顯示，銣鐘短期頻率穩定度分別為9.0×10-14τ-1/2 (1s~100s)和 9.1×10-14τ -1/2 (1s~100s)，如下圖中紅色虛線所示。

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。

該突破性進展以“Realization of a Rubidium Atomic Frequency Standard with Short-Term Stability in 10-14τ-1/2 Level”為題發表在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》 上（Early Access），博士生崔家齊為第一作者，梅剛華、鐘達為通訊作者，精密測量院為唯一完成單位。

   文章鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10379164